JP7070502B2 - How to select measuring device and polishing head and how to polish wafer - Google Patents

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Description

本発明は、片面研磨装置の研磨ヘッドにおけるバックパッドの形状を測定する測定装置および研磨ヘッドの選定方法ならびにウエーハの研磨方法に関する。 The present invention relates to a measuring device for measuring the shape of a back pad in a polishing head of a single-sided polishing device, a method for selecting a polishing head, and a method for polishing a wafer.

片面研磨装置を用いた研磨では、主にヘッド本体(金属など)、ベースプレートまたはベースリング(金属やセラミックなど)、ウェーハ保持用のテンプレートから構成される研磨ヘッドを用いる。このテンプレートは、バックパッドとその外周部にあるリテーナリング(主にガラスエポキシ製)からなる。バックパッドとリテーナリングで囲われた保持孔にウエーハが保持される。ウェーハ保持面はバックパッド(PETなどの基材からなる)であり、研磨時にはこの面を加圧することで、ウェーハを定盤に貼り付けられた研磨パッド(研磨布)へ摺接させて研磨を行っている。 In polishing using a single-sided polishing device, a polishing head composed mainly of a head body (metal, etc.), a base plate or base ring (metal, ceramic, etc.), and a template for holding a wafer is used. This template consists of a back pad and a retainer ring (mainly made of glass epoxy) on its outer circumference. The wafer is held in the holding hole surrounded by the back pad and retainer ring. The wafer holding surface is a back pad (made of a base material such as PET), and by pressurizing this surface during polishing, the wafer is brought into sliding contact with the polishing pad (polishing cloth) attached to the surface plate for polishing. Is going.

研磨ヘッドを構成する部材そのものの精度やそれらを組み付けた時の精度により、同じ装置の同じ回転軸を用いた場合でも研磨したウェーハのフラットネスがばらついてしまうため、これまでに研磨ヘッドを構成する部材の測定・選定・管理方法がいくつか発明されてきた。 Depending on the accuracy of the members themselves that make up the polishing head and the accuracy when they are assembled, the flatness of the polished wafer will vary even when the same rotating shaft of the same device is used. Several methods for measuring, selecting and managing members have been invented.

たとえば、ウェーハ保持用テンプレートをベースリングに貼り付けただけの状態のリテーナリング面を基準にしたバックパッドからの高さ、すなわちポケット深さと、リテーナリング面の平面度をもとに研磨ヘッドの選定を行っている(特許文献1)。この方法は複数のテンプレートの中から互いのポケット深さとリテーナリング平面度の差が5μmに収まるものを選定するものである。
また、バックパッドの形状を測定した例では、実際の研磨時の圧力や回転を加えた状態でバックパッドの厚さばらつきを測定した方法がある(特許文献2)。
これらの方法によって、リテーナリングからのウェーハの突出量のばらつきによる、ウェーハ品質のばらつきを管理することができる。
For example, the polishing head is selected based on the height from the back pad, that is, the pocket depth and the flatness of the retainer ring surface, based on the retainer ring surface in which the wafer holding template is simply attached to the base ring. (Patent Document 1). In this method, one of a plurality of templates is selected so that the difference between the pocket depth and the retainering flatness is within 5 μm.
Further, as an example of measuring the shape of the back pad, there is a method of measuring the thickness variation of the back pad in a state where the pressure and rotation at the time of actual polishing are applied (Patent Document 2).
By these methods, it is possible to control the variation in wafer quality due to the variation in the amount of wafer protrusion from the retainer ring.

特開2017-202556号公報JP-A-2017-202556 特開2004-239718号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-239718

近年、研磨ウエーハのフラットネス要求がタイト化してきており、品質向上の要因調査に適切な測定装置や、適切な研磨ヘッドの選定方法がさらに求められている。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたもので、研磨特性(研磨ウエーハの品質)との関連性がより高いデータを測定可能な測定装置や、研磨の際に使用する研磨ヘッド間でのウエーハのフラットネスのばらつきを調整することができる研磨ヘッドの選定方法を提供することを目的とする。
In recent years, the demand for flatness of polishing wafers has become tighter, and there is a further demand for a measuring device suitable for investigating factors for quality improvement and a method for selecting an appropriate polishing head.
The present invention has been made in view of the above problems, and is a measuring device capable of measuring data having a higher relationship with polishing characteristics (quality of polishing wafer) and a wafer between polishing heads used for polishing. It is an object of the present invention to provide a method for selecting a polishing head capable of adjusting the variation in flatness.

上記目的を達成するために、本発明は、片面研磨装置の研磨ヘッドにおいて、ウエーハを研磨する際にウエーハの裏面を保持するとともに、該ウエーハを保持する側の反対側から空気を用いて加圧されるバックパッドの形状を測定する測定装置であって、
前記バックパッドと、該バックパッドに保持された前記ウエーハの外周を囲うリテーナリングとを有するテンプレートと、
該テンプレートの上に位置するベースリングまたはベースプレートと、
該ベースリングまたはベースプレートが保持されるヘッド本体を有する前記研磨ヘッドが組み上げられた状態で、前記バックパッドの形状を測定するものであり、
前記組み上げられた研磨ヘッドが載置される荷台と、該荷台を支持する支柱と、前記荷台に前記研磨ヘッドを押さえつけるクランプと、前記荷台に載置された前記研磨ヘッドの前記バックパッドに対して加圧可能な空気による加圧手段と、前記バックパッドの形状を測定する変位測定機とを有しており、
該変位測定機は、前記ウエーハを研磨する時と同等の圧力での前記加圧手段による加圧の時と、非加圧の時の各々について、前記バックパッドの形状を測定可能なものであることを特徴とする測定装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention holds the back surface of the wafer when polishing the wafer in the polishing head of the single-sided polishing device, and pressurizes the wafer from the opposite side of the holding side using air. It is a measuring device that measures the shape of the back pad to be used.
A template having the back pad and a retainer ring surrounding the outer periphery of the wafer held by the back pad.
With a base ring or base plate located on top of the template,
The shape of the back pad is measured in a state where the polishing head having a head body in which the base ring or the base plate is held is assembled.
With respect to the loading platform on which the assembled polishing head is placed, the support column supporting the loading platform, the clamp that presses the polishing head against the loading platform, and the back pad of the polishing head mounted on the loading platform. It has a pressurizing means with air that can be pressurized and a displacement measuring machine that measures the shape of the back pad.
The displacement measuring machine can measure the shape of the back pad at the time of pressurization by the pressurizing means at the same pressure as when polishing the waha and at the time of non-pressurization. Provided is a measuring device characterized by the above.

本発明者らは、研磨ヘッド間でのウエーハのフラットネスのばらつきといった研磨特性には、研磨ヘッドの組み上げ精度や、空気での加圧によるバックパッドのたわみ(バックパットの形状)が関係すると考えた。そこで、本発明の測定装置では、それらを考慮し、上記のように組み上げた研磨ヘッドにおける、非加圧時のみならず加圧時のバックパッドの形状が測定可能な装置である。このようなものであれば、研磨特性との関連性がより高いバックパッドの形状データを得ることができる。したがって、得られたそのデータに基づいて研磨ヘッドの選定、さらには該選定した研磨ヘッドを用いたウエーハの研磨をより適切に行うことができ、研磨特性(研磨ヘッド間の研磨ウエーハのフラットネスばらつき等)を適宜調整(特には抑制)することができる。 The present inventors consider that the polishing characteristics such as the variation in the flatness of the wafer between the polishing heads are related to the assembly accuracy of the polishing head and the deflection of the back pad (shape of the back pad) due to the pressurization with air. rice field. Therefore, the measuring device of the present invention is a device capable of measuring the shape of the back pad not only during non-pressurization but also during pressurization in the polishing head assembled as described above in consideration of them. With such a thing, it is possible to obtain the shape data of the back pad which is more closely related to the polishing characteristics. Therefore, the polishing head can be selected based on the obtained data, and the wafer can be more appropriately polished using the selected polishing head, and the polishing characteristics (flatness variation of the polishing wafer between the polishing heads) can be performed more appropriately. Etc.) can be adjusted (especially suppressed) as appropriate.

また、前記荷台は、前記バックパッドの前記ウエーハを保持する側が上向きとなるように前記研磨ヘッドの背面が載置されるものとすることができる。 Further, the back surface of the polishing head may be placed on the loading platform so that the side of the back pad holding the wafer faces upward.

このように、研磨ヘッドの向きが上下逆さまの状態で測定可能なものであれば、容易で正確な測定を短時間で行うことができる。 As described above, if the polishing head can be measured in an upside-down state, easy and accurate measurement can be performed in a short time.

また、前記支柱および前記クランプは、平面視において、前記荷台に載置された前記研磨ヘッドの中心に対して点対称となるように3つ以上配置されているものとすることができる。 Further, it is possible that three or more of the columns and the clamps are arranged so as to be point-symmetrical with respect to the center of the polishing head mounted on the loading platform in a plan view.

このようなものであれば、研磨ヘッドをより安定して支持しやすく、より一層適切な測定を行うことができる。 With such a case, the polishing head can be supported more stably and more appropriately, and more appropriate measurement can be performed.

また、前記変位測定機は、接触式または非接触レーザー式のものとすることができる。 Further, the displacement measuring machine may be a contact type or a non-contact laser type.

このようなものであれば、簡便にバックパッドの形状を測定可能なものである。 With such a thing, the shape of the back pad can be easily measured.

また、本発明は、ウエーハを研磨する際にウエーハの裏面を保持するとともに、該ウエーハを保持する側の反対側から空気を用いて加圧されるバックパッドと、該バックパッドに保持された前記ウエーハの外周を囲うリテーナリングとを有するテンプレートと、
該テンプレートの上に位置するベースリングまたはベースプレートと、
該ベースリングまたはベースプレートが保持されるヘッド本体を有する研磨ヘッドを選定する方法であって、
前記テンプレートと、前記ベースリングまたはベースプレートと、前記ヘッド本体を組み上げて前記研磨ヘッドを準備し、
該準備した研磨ヘッドの前記バックパッドに対して前記ウエーハを研磨する時と同等の圧力で加圧した時と、非加圧の時の各々について、前記バックパッドの形状を、変位測定機を用いて測定し、
該測定した加圧時と非加圧時のバックパッドの形状の差分を算出し、
該算出したバックパッドの形状の差分に基づいて、前記研磨ヘッドを選定することを特徴とする研磨ヘッドの選定方法を提供する。
Further, the present invention includes a back pad that holds the back surface of the wafer when polishing the wafer and is pressurized with air from the opposite side of the side that holds the wafer, and the back pad held by the back pad. A template with a retainer ring that surrounds the outer circumference of the wafer,
With a base ring or base plate located on top of the template,
A method of selecting a polishing head having a head body in which the base ring or base plate is held.
The template, the base ring or the base plate, and the head body are assembled to prepare the polishing head.
The shape of the back pad was determined by using a displacement measuring machine for each of the case where the back pad of the prepared polishing head was pressurized with the same pressure as when polishing the wafer and the time when the wafer was not pressurized. Measure and measure
The difference between the measured back pad shapes during pressurization and non-pressurization was calculated.
Provided is a method for selecting a polishing head, which comprises selecting the polishing head based on the calculated difference in the shape of the back pad.

このように本発明では、組み上げた研磨ヘッドにおける、加圧時および非加圧時のバックパッドの形状の差分というパラメータに基づいて研磨ヘッドを選定する。そして、このような選定方法により選定した所望の研磨ヘッドを用いてウエーハ研磨をすれば、研磨ヘッド間の研磨ウエーハのフラットネスばらつきを適宜調整(特には抑制)することができる。 As described above, in the present invention, the polishing head is selected based on the parameter of the difference in the shape of the back pad during pressurization and non-pressurization in the assembled polishing head. Then, if wafer polishing is performed using a desired polishing head selected by such a selection method, the variation in flatness of the polishing wafer between the polishing heads can be appropriately adjusted (particularly suppressed).

また、前記バックパッドの形状を測定するとき、
前記バックパッドの前記ウエーハを保持する側が上向きとなるように前記研磨ヘッドの背面を支持した状態で測定を行うことが好ましい。
Also, when measuring the shape of the back pad,
It is preferable to perform the measurement with the back surface of the polishing head supported so that the side of the back pad holding the wafer faces upward.

このように、研磨ヘッドの向きが上下逆さまの状態で測定する方が容易で正確な選定を短時間で行うことができる。 In this way, it is easier to measure with the polishing head turned upside down, and accurate selection can be performed in a short time.

また、前記バックパッドの形状を測定するときに用いる前記変位測定機を、接触式または非接触レーザー式のものとすることができる。 Further, the displacement measuring machine used when measuring the shape of the back pad can be a contact type or a non-contact laser type.

このように接触式または非接触レーザー式の測定機を用いて、簡便にバックパッドの形状を測定可能である。 As described above, the shape of the back pad can be easily measured by using the contact type or non-contact laser type measuring machine.

また、前記研磨ヘッドを選定するとき、
予め、前記研磨ヘッドにおける前記バックパッドの形状の差分と、該研磨ヘッドを用いて行った研磨により得られる研磨ウエーハの形状データとの相関関係を求めておき、
該相関関係から前記研磨ヘッドを選定するための管理値を設定しておき、
該設定した管理値に基づいて選定を行うことができる。
Also, when selecting the polishing head,
In advance, the correlation between the difference in the shape of the back pad in the polishing head and the shape data of the polishing wafer obtained by polishing using the polishing head is obtained.
A control value for selecting the polishing head from the correlation is set.
Selection can be made based on the set control value.

このような予備試験を行い、上記相関関係を求めたり、上記管理値を設定しておくことで、より簡便かつ確実に、所望の研磨ヘッドの選定を行うことができ、研磨ヘッド間のウエーハのフラットネスのばらつきを調整可能である。 By conducting such a preliminary test, obtaining the above correlation, and setting the above control value, it is possible to more easily and surely select the desired polishing head, and the wafer between the polishing heads can be selected. The variation in flatness can be adjusted.

また、本発明は、ウエーハの表面を定盤上に貼り付けた研磨布に摺接させて研磨するウエーハの研磨方法であって、
上記本発明の研磨ヘッドの選定方法により選定した研磨ヘッドにおける前記バックパッドによって、前記ウエーハの裏面を保持して研磨することを特徴とするウエーハの研磨方法を提供する。
Further, the present invention is a method for polishing a wafer by sliding the surface of the wafer against a polishing cloth attached on a surface plate to polish the wafer.
Provided is a method for polishing a wafer, which comprises holding and polishing the back surface of the wafer by the back pad in the polishing head selected by the method for selecting a polishing head of the present invention.

このようなウエーハの研磨方法であれば、研磨ヘッドの選定により、例えばその研磨ヘッド間のばらつきが抑制されるように調整することができるので、研磨ヘッド間の研磨ウエーハのフラットネスばらつきを適宜調整することができる。 With such a wafer polishing method, it is possible to adjust the polishing head so that the variation between the polishing heads is suppressed, for example, by selecting the polishing head. Therefore, the flatness variation of the polishing wafer between the polishing heads can be appropriately adjusted. can do.

以上のように、本発明によれば、研磨特性との関連性が高いバックパッドの形状データを得ることができる。また、研磨の際に使用する研磨ヘッドを適切に選定できるので、研磨ヘッド間でのウエーハのフラットネスのばらつきを適宜調整することができ、特にそのばらつきの発生を抑制することが可能である。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain shape data of the back pad which is highly related to the polishing characteristics. Further, since the polishing head to be used for polishing can be appropriately selected, it is possible to appropriately adjust the variation in the flatness of the wafer between the polishing heads, and it is possible to suppress the occurrence of the variation in particular.

本発明の研磨ヘッドの選定方法およびウエーハの研磨方法の工程の一例を示すフロー図である。It is a flow chart which shows an example of the process of the selection method of the polishing head and the polishing method of a wafer of this invention. 本発明のウエーハ研磨方法において使用することができる片面研磨装置の一例を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows an example of the single-sided polishing apparatus which can be used in the wafer polishing method of this invention. 本発明の研磨ヘッドの選定方法で使用することができるバックパッドの形状を測定するための本発明の測定装置の一例を示す側面図である。It is a side view which shows an example of the measuring apparatus of this invention for measuring the shape of the back pad which can be used in the method of selecting a polishing head of this invention. 測定治具の一例を示す上面図である。It is a top view which shows an example of a measuring jig. 測定時における研磨ヘッドの状態を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the state of a polishing head at the time of measurement. 測定箇所の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the measurement point. 同一走査線上でのバックパッドの形状測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the shape measurement result of the back pad on the same scanning line. 実施例におけるバックパッド形状変化量とESFQD変化量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the back pad shape change amount and ESFQD change amount in an Example. 比較例における周方向のリテーナリングの平面度(傾き補正後)の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the flatness (after tilt correction) of the retainer ring in the circumferential direction in the comparative example. 比較例におけるリテーナリングの平面度(最小二乗面からの最大値-最小値)とESFQD変化量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the flatness of retainer ring (maximum value-minimum value from the least squares plane) and the amount of change of ESFQD in the comparative example.

本発明者らは、前述したように、近年の研磨ウエーハのフラットネス要求のタイト化に伴い、さらなる測定装置や研磨ヘッドの選定方法が求められていることから、該測定装置、選定に関して鋭意研究を行った。
上記タイト化への対応のためには、研磨ヘッド組み上げ精度を含んだ上で、ウェーハの摺接に直接かかわるバックパッド面の加圧時のたわみ形状に関する測定や、またそのような形状を考慮した上での選定が必要であると本発明者らは考えた。
As described above, the present inventors have been diligently researching the measuring device and the selection method because further methods for selecting the measuring device and the polishing head are required due to the tightening of the flatness requirement of the polishing wafer in recent years. Was done.
In order to cope with the above-mentioned tightness, in addition to the accuracy of assembling the polishing head, the measurement of the deflection shape of the back pad surface directly related to the sliding contact of the wafer during pressurization, and such a shape were taken into consideration. The present inventors considered that the above selection is necessary.

複数の研磨ヘッド間でウェーハのフラットネスのばらつきを特には抑えるためには、バックパッドに加えた圧力がウェーハへ均一かつロスなく伝わり、その伝わり方が研磨ヘッド間でばらつきが小さいことが必要であり、バックパッドを加圧してどのような形状となるか、その指標としてのたわみ量は重要なファクターであると考えた。また、ヘッド本体(例えば金属製)、ベースプレートまたはベースリング、テンプレートを組み上げる時の精度にもばらつきが含まれると考えられるため、研磨ヘッドを組み上げた状態でバックパッドを加圧し測定する必要があることを見出し、本発明を完成させた。 In order to particularly suppress the variation in the flatness of the wafer among multiple polishing heads, it is necessary that the pressure applied to the back pad is transmitted uniformly and without loss to the wafer, and the method of transmission must be small among the polishing heads. Therefore, I thought that the amount of deflection as an index of what kind of shape the back pad would have when pressed was an important factor. In addition, since the accuracy when assembling the head body (for example, metal), base plate or base ring, and template may vary, it is necessary to pressurize and measure the back pad with the polishing head assembled. And completed the present invention.

以下、本発明について、実施形態を図を参照しながら更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図2に、本発明のウエーハの研磨方法において使用することができる片面研磨装置の一例を示す。片面研磨装置1は、研磨布2が貼付された回転可能な定盤3と、研磨対象であるウエーハWを保持する研磨ヘッド4と、研磨布2上に研磨剤を供給するための研磨剤供給機構5を有している。研磨ヘッド4の数は1つ以上であればよく、複数個とすることもできる。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
FIG. 2 shows an example of a single-sided polishing apparatus that can be used in the wafer polishing method of the present invention. The single-sided polishing apparatus 1 includes a rotatable platen 3 to which the polishing pad 2 is attached, a polishing head 4 that holds the wafer W to be polished, and an abrasive supply for supplying the polishing agent onto the polishing pad 2. It has a mechanism 5. The number of the polishing heads 4 may be one or more, and may be a plurality.

研磨ヘッド4は、ウエーハWの裏面を保持するバックパッド6と、ウエーハWの外周を囲うリテーナリング7とからなるテンプレート8を有している。さらに、研磨ヘッド4は、そのテンプレート8の上に位置するベースリング9と、該ベースリング9が保持されるヘッド本体10を有している。ベースリング9内の空間には空気を送り込むことができ、バックパッド6をウエーハWを保持する側の反対側から空気を用いて加圧することが可能になっている。
なお、ベースリング9の代わりに、例えば凹部を有するベースプレートとすることも可能である。いずれにしても、バックパッド6を加圧するための空気を送り込む空間を形成できるものとすることができる。
The polishing head 4 has a template 8 including a back pad 6 for holding the back surface of the wafer W and a retainer ring 7 for surrounding the outer periphery of the wafer W. Further, the polishing head 4 has a base ring 9 located on the template 8 and a head body 10 in which the base ring 9 is held. Air can be sent into the space inside the base ring 9, and the back pad 6 can be pressurized by using air from the side opposite to the side holding the wafer W.
Instead of the base ring 9, for example, a base plate having a recess can be used. In any case, it is possible to form a space for sending air for pressurizing the back pad 6.

研磨の際には、研磨剤供給機構5で研磨剤を供給しつつ、研磨ヘッド4および定盤3を回転させながら、研磨ヘッド4で保持したウエーハWを研磨布2に摺接させて研磨することができる。 At the time of polishing, while the polishing agent is supplied by the polishing agent supply mechanism 5, the polishing head 4 and the platen 3 are rotated, and the wafer W held by the polishing head 4 is slidably contacted with the polishing cloth 2 for polishing. be able to.

図3に、本発明の研磨ヘッドの選定方法で使用することができるバックパッドの形状を測定するための本発明の測定装置20(測定治具、変位測定機、加圧手段を含む)の一例を示す。図3は側面図である。
また、図4に測定治具の上面図の一例を示す。
測定治具11は、土台12、該土台12からの支柱13、支柱13上に位置し、測定対象の研磨ヘッド4を載置する荷台14、研磨ヘッド4を荷台14に押さえつけるためのクランプ15からなっている。なおここでは、測定時において研磨ヘッド4を上下逆さまにし、バックパッド6が上向きになる状態で研磨ヘッド4の背面を支持している例を示す。研磨ヘッド4については破線で示している。このように逆さまな状態で測定するものであれば、より容易に正確な測定を短時間で行うことができる。
ただしこれに限定されず、研磨ヘッド4をバックパッド6が下向きになる状態で支持し、測定するための測定治具、変位測定機等を用いることも可能である。
FIG. 3 shows an example of the measuring device 20 (including a measuring jig, a displacement measuring machine, and a pressurizing means) of the present invention for measuring the shape of a back pad that can be used in the method of selecting a polishing head of the present invention. Is shown. FIG. 3 is a side view.
Further, FIG. 4 shows an example of a top view of the measuring jig.
The measuring jig 11 is located on a base 12, a support column 13 from the base 12, a loading platform 14 on which the polishing head 4 to be measured is placed, and a clamp 15 for pressing the polishing head 4 against the loading platform 14. It has become. Here, an example is shown in which the polishing head 4 is turned upside down at the time of measurement and the back surface of the polishing head 4 is supported with the back pad 6 facing upward. The polishing head 4 is shown by a broken line. If the measurement is performed in such an upside-down state, accurate measurement can be performed more easily and in a short time.
However, the present invention is not limited to this, and it is also possible to support the polishing head 4 with the back pad 6 facing downward and use a measuring jig, a displacement measuring machine, or the like for measuring.

クランプ15は、研磨ヘッド4のリテーナリング7に対し、研磨時と同等の圧力がかかるような力で押さえつけることができるものとすることができる。支柱13およびクランプ15の数は特に限定されないが、例えば図4に示すように3つ以上とし、平面視で、測定治具11の中心(測定対象の研磨ヘッド4を配置したときの研磨ヘッド4の中心、すなわちバックパッド6の中心)に対し、点対称になるように等間隔に配置することができる。なお、支柱13の位置はクランプ15の位置と重なっている。このような配置とすることで、安定して研磨ヘッド4を支持して測定を行うことができる。また、クランプ15で押さえつけるにあたっては、メタルリング等を間に介することもできる。 The clamp 15 can be pressed against the retainer ring 7 of the polishing head 4 with a force equivalent to that during polishing. The number of columns 13 and clamps 15 is not particularly limited, but for example, as shown in FIG. 4, the number is three or more, and in a plan view, the center of the measuring jig 11 (the polishing head 4 when the polishing head 4 to be measured is arranged). It can be arranged at equal intervals so as to be point-symmetrical with respect to the center of the back pad 6, that is, the center of the back pad 6. The position of the support column 13 overlaps with the position of the clamp 15. With such an arrangement, the polishing head 4 can be stably supported and the measurement can be performed. Further, when pressing with the clamp 15, a metal ring or the like can be inserted in between.

図5に測定時における研磨ヘッドの状態を示す。
上記のような測定治具11で支持された研磨ヘッド4には、加圧手段16(加圧用ホース接続治具16a、加圧用エアポンプ16b)が設けられている。測定時、加圧用ホース接続治具16aがヘッド本体10に取り付けられている。この加圧用ホース接続治具16aを通して、バックパッド6を、ウエーハWを保持する側(ウエーハ保持側)の反対側(裏側)から加圧するための空気を加圧用エアポンプ16bから送り込むことができるようになっている。研磨時と同等の圧力で加圧できるものである。これにより、測定時に研磨時の状態を再現できる。また、当然、非加圧の状態にもすることができる。
なお、研磨時においても同様の治具を装着することにより、バックパッド6を裏側から加圧することができる。
FIG. 5 shows the state of the polishing head at the time of measurement.
The polishing head 4 supported by the measuring jig 11 as described above is provided with a pressurizing means 16 (pressurizing hose connecting jig 16a, pressurizing air pump 16b). At the time of measurement, the pressurizing hose connecting jig 16a is attached to the head body 10. Through this pressurizing hose connecting jig 16a, air for pressurizing the back pad 6 from the opposite side (back side) of the wafer W holding side (wafer holding side) can be sent from the pressurizing air pump 16b. It has become. It can be pressurized with the same pressure as during polishing. This makes it possible to reproduce the state at the time of polishing at the time of measurement. In addition, of course, it can be in a non-pressurized state.
By attaching the same jig during polishing, the back pad 6 can be pressurized from the back side.

また変位測定機17は、研磨時と同等の圧力で加圧された時と、非加圧の時の各々について、バックパッド6の形状を測定できるものであればよく、特に限定されない。例えば、先端に球状の短針を有する接触式の測定機を用いることができる。あるいは、非接触レーザー式のものとすることもできる。このようなものであれば、簡便にバックパッドの形状を測定可能である。
図6の測定箇所の一例のように、バックパッド6の直径方向に線形走査できるものであると良い。図6では3点(3本)走査の例を示しているが、8点(8本)以上走査できるとより良い。リテーナリングの面の高さ位置を基準にして、バックパッド6を上記のように線形走査し、その測定ラインに沿ったバックパッド6の形状を取得できるものであれば良い。
Further, the displacement measuring machine 17 is not particularly limited as long as it can measure the shape of the back pad 6 when it is pressurized with the same pressure as during polishing and when it is not pressurized. For example, a contact-type measuring machine having a spherical short hand at the tip can be used. Alternatively, it may be a non-contact laser type. With such a thing, the shape of the back pad can be easily measured.
As in the example of the measurement point in FIG. 6, it is preferable that the back pad 6 can be linearly scanned in the radial direction. Although FIG. 6 shows an example of scanning at 3 points (3 lines), it is better if 8 points (8 lines) or more can be scanned. The back pad 6 may be linearly scanned as described above with reference to the height position of the retainer ring surface, and the shape of the back pad 6 along the measurement line may be obtained.

このような測定装置20であれば、研磨ヘッド組み上げ精度を含んだ、研磨特性との関連性がより高いバックパッドの形状というデータを得ることができる。そして、該形状データの利用により、より適切な研磨ヘッドの選定およびウエーハの研磨が可能になり、研磨ヘッド間の研磨ウエーハのフラットネスばらつきなどの研磨特性を調整(特には抑制)することができる。 With such a measuring device 20, it is possible to obtain data on the shape of the back pad, which includes the accuracy of assembling the polishing head and is more closely related to the polishing characteristics. Then, by using the shape data, it becomes possible to select a more appropriate polishing head and polish the wafer, and it is possible to adjust (particularly suppress) the polishing characteristics such as the variation in the flatness of the polishing wafer between the polishing heads. ..

次に、本発明の研磨ヘッドの選定方法およびウエーハの研磨方法について説明する。なお、ここでは本発明の測定装置を用いた例について説明するが、研磨ヘッドの選定のためのバックパッドの形状測定に用いる装置はこれに限定されない。
図1に本発明のこれらの方法における工程フローの一例を示す。
まず、図5に示すように、テンプレート8(バックパッド6およびリテーナリング7)と、ベースリング9と、研磨ヘッド本体10を組み上げて研磨ヘッド4を準備する(工程1)。
後に行うバックパッドの形状測定を行うにあたってこのように研磨ヘッド自体をわざわざ組み上げておくのは、前述したように、この組み上げの精度にもばらつきが生じてしまい、そのばらつきが、研磨ヘッド間での研磨ウエーハのフラットネスばらつきに影響を与えてしまうからである。予め組み上げた状態で測定することにより、その研磨ヘッド固有のバックパッドの形状の状態を正確に把握することができるようになる。
Next, a method for selecting a polishing head and a method for polishing a wafer according to the present invention will be described. Although an example using the measuring device of the present invention will be described here, the device used for measuring the shape of the back pad for selecting the polishing head is not limited to this.
FIG. 1 shows an example of the process flow in these methods of the present invention.
First, as shown in FIG. 5, the template 8 (back pad 6 and retainer ring 7), the base ring 9, and the polishing head main body 10 are assembled to prepare the polishing head 4 (step 1).
If the polishing head itself is purposely assembled in this way when measuring the shape of the back pad, which will be performed later, the accuracy of this assembly will also vary, and the variation will occur between the polishing heads. This is because it affects the variation in flatness of the polishing wafer. By measuring in a pre-assembled state, it becomes possible to accurately grasp the state of the shape of the back pad peculiar to the polishing head.

さらに、図5に示すように、組み上げた状態の研磨ヘッド4のヘッド本体10に加圧用ホース接続治具16aを取り付けて、加圧用エアポンプ16bにホースで接続する(工程2)。
このような治具を装着することで、バックパッドの形状測定時に、空気を送り込んでバックパッドの裏側から加圧されることも可能になり、非加圧時のみならず加圧時のバックパッドの形状も測定可能になる。
Further, as shown in FIG. 5, a pressurizing hose connecting jig 16a is attached to the head body 10 of the assembled polishing head 4, and is connected to the pressurizing air pump 16b with a hose (step 2).
By attaching such a jig, it is possible to send air and pressurize from the back side of the back pad when measuring the shape of the back pad, and the back pad is pressurized not only when it is not pressurized but also when it is pressurized. The shape of is also measurable.

次に、図3に示すように、バックパッド6を上向きにしてヘッド本体10が荷台14によって支持されるような形態(すなわち研磨ヘッド4の背面を支持するかたち)で測定治具11に載せる(工程3)。載置後、リテーナリング7上に同じ寸法のメタルリングを載せ、リテーナリング7に研磨時と同等の圧力がかかるような力で3か所のクランプ15で押さえつける(工程4)。 Next, as shown in FIG. 3, the head body 10 is placed on the measuring jig 11 in a form in which the head body 10 is supported by the loading platform 14 (that is, in a form of supporting the back surface of the polishing head 4) with the back pad 6 facing upward (that is, in a form of supporting the back surface of the polishing head 4). Step 3). After mounting, a metal ring of the same size is placed on the retainer ring 7, and the retainer ring 7 is pressed by clamps 15 at three locations with a force equivalent to that during polishing (step 4).

そして、ウエーハを研磨する時と同等の圧力で空気により加圧した時と、非加圧の時の各々について、バックパッド6の直径方向に変位測定機17を走査して、バックパッド6の形状を測定する(工程5)。
より具体的には、形状の測定は、変位測定機の探針をバックパッドに対して垂直に下ろし、図6のような直径方向に、特には8点(8本)以上走査するのが好ましい。走査範囲としては、バックパッドの直径全域とすることもできるし、あるいは、中心付近の限られた一定範囲とすることもできる。この一定範囲としては例えば50mm以上とすることができる。このようにある程度の長さ範囲において測定を行うことによって、研磨ウエーハの形状との相関性をより良好なものとすることができる。
リテーナリング面を高さ0mmの基準として、上記のように加圧状態と非加圧状態の形状を求める。
Then, the displacement measuring machine 17 is scanned in the radial direction of the back pad 6 when the wafer is pressurized with air at the same pressure as when polishing the wafer and when the wafer is not pressurized, and the shape of the back pad 6 is formed. (Step 5).
More specifically, for shape measurement, it is preferable to lower the probe of the displacement measuring machine perpendicular to the back pad and scan in the radial direction as shown in FIG. 6, particularly 8 points (8 lines) or more. .. The scanning range may be the entire diameter of the back pad, or may be a limited fixed range near the center. This constant range can be, for example, 50 mm or more. By performing the measurement in such a certain length range, the correlation with the shape of the polishing wafer can be improved.
Using the retainer ring surface as a reference for a height of 0 mm, the shapes in the pressurized state and the non-pressurized state are obtained as described above.

図7に、同一走査線上でのバックパッドの形状測定結果を示す。非加圧時に比べ、加圧時は全体的に上方へ膨らんでいるのが見て取れる。この例では、中心からの距離0mmの位置での変化量(差分)は1.12mmであった。なお、測定はおよそ1mm刻みで求めた。 FIG. 7 shows the shape measurement result of the back pad on the same scanning line. It can be seen that it swells upward as a whole when it is pressurized compared to when it is not pressurized. In this example, the amount of change (difference) at a position at a distance of 0 mm from the center was 1.12 mm. The measurement was performed in increments of approximately 1 mm.

そして、各位置での加圧時と非加圧時の差分を算出し、全域で平均を取ってその走査線の変化量として算出する(工程6)。これを少なくとも3回は繰り返し、それらの平均を最終的なバックパッド形状変化量として用いる。すなわち、全走査角度での平均値を求めている(工程7)。 Then, the difference between the pressurized state and the non-pressurized state at each position is calculated, the average is taken over the entire area, and the change amount of the scanning line is calculated (step 6). This is repeated at least 3 times, and the average of them is used as the final amount of change in the shape of the back pad. That is, the average value at all scanning angles is obtained (step 7).

なお、この測定手順はこれに限定されるものではなく、加圧時、非加圧時の各々の形状について測定してそれらの差分を算出できれば良い。そして、その差分自体そのものを、後述の選定工程において選定に利用することもできるし、あるいは、上記のようにして平均値として求めたバックパッド形状変化量を選定に利用することも可能である。少なくとも、上記形状の差分に基づくもので選定に利用可能なパラメータを算出しておく。 It should be noted that this measurement procedure is not limited to this, and it is sufficient that the shapes of each of the pressurized and non-pressurized shapes can be measured and the difference between them can be calculated. Then, the difference itself can be used for selection in the selection process described later, or the back pad shape change amount obtained as the average value as described above can be used for selection. At least, the parameters that can be used for selection are calculated based on the difference in the above shapes.

複数(例えば3個以上)の研磨ヘッド4に対して同様に測定を行い、上記のような形状差分に基づくバックパッド形状変化量を各々求める(工程8)。 The same measurement is performed on a plurality of (for example, three or more) polishing heads 4, and the amount of change in the shape of the back pad based on the shape difference as described above is obtained (step 8).

さらに、その測定を行った研磨ヘッド4を用いて、図2に示すような片面研磨装置1により、バックパッド6に裏側から加圧しつつ、ウエーハWの研磨を行う。
ウエーハWは予め研磨前に形状データを測定しておき、また、研磨により得られる研磨ウエーハについても再度形状データを測定し、その形状データの変化量を算出する。形状データの種類は特に限定されないが、ここではESFQD(Edge Site Front least sQuares Deviation)とすることができる。
このようにして得られた研磨前後のESFQD変化量(差分ESFQDとも言う)と、工程8で求めた各々のバックパッド形状変化量とを対応させて、それらの相関関係を求める。
そして、例えばESFQD変化量が比較的大きく変化するような、バックパッド形状変化量の閾値を求める。さらにその閾値を考慮して、研磨ヘッドの選定に利用する管理値を設定する(工程9)。
Further, using the polishing head 4 for which the measurement was performed, the wafer W is polished while pressurizing the back pad 6 from the back side by the single-sided polishing device 1 as shown in FIG.
The waha W measures the shape data in advance before polishing, measures the shape data again for the polishing waha obtained by polishing, and calculates the amount of change in the shape data. The type of shape data is not particularly limited, but here, ESFQD (Edge Site Front least sQuares Deviation) can be used.
The amount of change in ESFQD before and after polishing (also referred to as difference ESFQD) thus obtained is associated with the amount of change in the shape of each back pad obtained in step 8, and the correlation between them is obtained.
Then, for example, a threshold value for the amount of change in the shape of the back pad is obtained so that the amount of change in ESFQD changes relatively significantly. Further, in consideration of the threshold value, a control value used for selecting the polishing head is set (step 9).

この管理値は特に限定されないが、例えば、研磨前後でフラットネスの変動が小さい、すなわちESFQD変化量が比較的抑えられるような、バックパッド形状変化量の臨界値を管理値として設定することができる。この場合、後の選定工程で、管理値以下の研磨ヘッドを選定することで、その研磨ヘッドを用いてウエーハ研磨を行ったときに、ESFQD変化量が小さい研磨ウエーハを得ることができる。
このような予備試験を行って管理値を求めておくことで、より簡便かつ確実に、所望の研磨ヘッドの選定を行うことができる。
This control value is not particularly limited, but for example, a critical value of the back pad shape change amount such that the fluctuation of flatness before and after polishing is small, that is, the ESFQD change amount is relatively suppressed can be set as the control value. .. In this case, by selecting a polishing head having a control value or less in the subsequent selection step, it is possible to obtain a polishing wafer having a small amount of change in ESFQD when performing wafer polishing using the polishing head.
By conducting such a preliminary test and obtaining a control value, it is possible to more easily and reliably select a desired polishing head.

そして、設定した管理値に基づいて研磨ヘッドの選定を行い、選定した研磨ヘッド4を用い、裏側から加圧されたバックパッド6によりウエーハWの裏面を保持しつつ、ウエーハWの研磨を行う(工程10)。
なお、予備試験で求めた研磨ヘッドのみから選定を行うこともできるし、あるいは、新たな他の研磨ヘッドについて上記と同様にしてバックパッドの形状の測定、差分の算出、さらにはバックパッド形状変化量の算出を行い、それら新たな研磨ヘッドも加えて全ての研磨ヘッドから、各々のバックパッド形状変化量を予備試験で設定した管理値と比較し、選定を行うことも可能である。
Then, the polishing head is selected based on the set control value, and the selected polishing head 4 is used to polish the wafer W while holding the back surface of the wafer W by the back pad 6 pressurized from the back side (). Step 10).
It is possible to select only from the polishing heads obtained in the preliminary test, or to measure the shape of the back pad, calculate the difference, and change the shape of the back pad for other new polishing heads in the same manner as above. It is also possible to calculate the amount, add those new polishing heads, and compare the amount of change in the shape of each back pad with the control value set in the preliminary test for selection from all the polishing heads.

これにより、従来生じていた研磨ヘッド間の研磨ウエーハのフラットネス(ESFQD等)のばらつきを所望のように調整することができる。研磨ヘッドの組み上げ精度や、バックパッドの加圧時や非加圧時のたわみなどを考慮した本発明の研磨ヘッドの選定方法やウエーハの研磨方法によって、研磨ヘッド間において(研磨ウエーハ間において)、例えば、フラットネスのばらつきを著しく抑制することが可能である。これにより、研磨ウエーハの品質を均一化することができ、近年のタイト化したフラットネス要求にも応えることが可能である。 As a result, it is possible to adjust the variation in the flatness (ESFQD, etc.) of the polishing wafer between the polishing heads, which has occurred conventionally, as desired. Depending on the method of selecting the polishing head of the present invention and the method of polishing the wafer in consideration of the assembly accuracy of the polishing head, the deflection of the back pad during pressurization and non-pressurization, etc., between the polishing heads (between the polishing wafers), For example, it is possible to significantly suppress variations in flatness. As a result, the quality of the polishing wafer can be made uniform, and it is possible to meet the recent tight flatness demands.

以下、実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例)
7つの研磨ヘッド(ケース1-7)について、図3のような本発明の測定装置を用い、図1に示す本発明の研磨ヘッドの選定方法およびウエーハの研磨方法を実施した。
外径365mm、保持孔径302mmの、直径300mmウェーハ用のテンプレート(バックパッドおよびリテーナリング)をベースリングに同心で貼り合わせ、ヘッド本体に取り付けた研磨ヘッドを7つ準備した。バックパッドを上向きにして測定治具に載せ、クランプ等で固定した後、接触式変位測定機を用いて、研磨時と同等の加圧時(10kPa)と、非加圧時のバックパッドの形状を測定した。
接触式変位測定機としては、直径1.0mmの球状ルビー探針のものを用い、垂直に接触させて形状を測定した。その後、加圧時、非加圧時の差分をとり、各研磨ヘッドについて、バックパッド形状変化量を求めた。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
(Example)
For the seven polishing heads (cases 1-7), the method for selecting the polishing head of the present invention and the method for polishing the wafer shown in FIG. 1 were carried out using the measuring device of the present invention as shown in FIG.
Templates (back pad and retainer ring) for wafers with an outer diameter of 365 mm and a holding hole diameter of 302 mm and a diameter of 300 mm were concentrically attached to the base ring, and seven polishing heads attached to the head body were prepared. After placing the back pad on a measuring jig with the back pad facing up and fixing it with a clamp, etc., the shape of the back pad when pressurized (10 kPa) equivalent to that during polishing and when not pressurized using a contact displacement measuring machine. Was measured.
As the contact type displacement measuring machine, a spherical ruby probe having a diameter of 1.0 mm was used, and the shape was measured by vertically contacting the machine. After that, the difference between pressurized and non-pressurized was taken, and the amount of change in the shape of the back pad was obtained for each polishing head.

そして、各研磨ヘッドを用いてウエーハの研磨を行った。
研磨加工には、セラミック定盤に研磨パッドを貼付け、シリカ系砥粒を含むKOHベースのアルカリ性水溶液の研磨スラリーを定盤に供給しながら、研磨ヘッドと定盤を回転させてウェーハを摺接させることで行った。なお、研磨時は、測定時と同様に10kPaでバックパッドに対して裏側から加圧した。
Then, the wafer was polished using each polishing head.
For polishing, a polishing pad is attached to a ceramic surface plate, and the polishing head and surface plate are rotated to slide the wafer while supplying the polishing slurry of a KOH-based alkaline aqueous solution containing silica-based abrasive grains to the surface plate. I went there. At the time of polishing, the back pad was pressurized from the back side at 10 kPa as in the measurement.

このようにして7つの研磨ヘッドのバックパッド形状変化量を求め、それらの研磨ヘッドを用いて研磨したウェーハの研磨前からのESFQDの変化量との相関関係を表1および図8に示した。 In this way, the amount of change in the shape of the back pad of the seven polishing heads was determined, and the correlation with the amount of change in ESFQD from before polishing of the wafer polished using those polishing heads is shown in Table 1 and FIG.

Figure 0007070502000001
Figure 0007070502000001

これらの相関関係からわかるように、同一の圧力でもバックパッドの形状変化量は研磨ヘッド毎で0.50~1.01mmの範囲をとった。そして、実施例の測定結果では、バックパッド形状変化量が0.85mmを超えたところでESFQD変化量が悪化していることが分かる。このように、ESFQD変化量とバックパッド形状変化量との間での傾向性を明らかにすることができた。このように、研磨ヘッドを組み上げ、ウエーハに圧力を伝達する部分であるバックパッドの、圧力による形状変化を測定することは、研磨ヘッドの評価および品質バラつき抑制に有効であると考えられる。この相関関係を利用した研磨ヘッドの選定例について以下に具体的に詳述する。 As can be seen from these correlations, the amount of change in the shape of the back pad was in the range of 0.50 to 1.01 mm for each polishing head even at the same pressure. Then, from the measurement results of the examples, it can be seen that the ESFQD change amount deteriorates when the backpad shape change amount exceeds 0.85 mm. In this way, it was possible to clarify the tendency between the amount of change in ESFQD and the amount of change in the shape of the back pad. In this way, it is considered effective to assemble the polishing head and measure the shape change of the back pad, which is a part for transmitting pressure to the wafer, due to pressure, for evaluation of the polishing head and suppression of quality variation. An example of selecting a polishing head using this correlation will be described in detail below.

ウエーハの形状変化量(ESFQD変化量)を見ると、ケース3とケース5を比較すると、ケース3はケース5の22%もの小ささであった。また、バックパッドの形状変化量が0.91mm以上の場合(ケース5-7)と、0.85mm以下の場合(ケース1-4)で、ウエーハの形状変化量(ESFQD変化量)に平均で2.7倍ほどの開きがあった。すなわち、ESFQD変化量に大きな差が生じる境界値、すなわち、バックパッド形状変化量の閾値は0.85mm付近と捉えることができた。そこで管理値を0.85mmに設定した。
そして、ESFQD変化量が小さくなるような研磨ヘッドを求めるため、管理値以下の研磨ヘッドを選定した。
Looking at the amount of change in the shape of the wafer (amount of change in ESFQD), when comparing Case 3 and Case 5, Case 3 was as small as 22% of Case 5. In addition, when the amount of change in the shape of the back pad is 0.91 mm or more (Case 5-7) and when it is 0.85 mm or less (Case 1-4), the amount of change in the shape of the wafer (ESFQD change) is average. There was a difference of about 2.7 times. That is, the boundary value at which a large difference occurs in the amount of change in ESFQD, that is, the threshold value of the amount of change in the shape of the back pad can be regarded as around 0.85 mm. Therefore, the control value was set to 0.85 mm.
Then, in order to obtain a polishing head having a small change in ESFQD, a polishing head having a control value or less was selected.

この選定方法で、バックパッドの形状変化量が0.85mm以下の研磨ヘッド(ケース1-4)を選定して用いた研磨を行った場合では、所望の通り、研磨によるESFQD変化量が小さく、また、研磨ヘッド間での研磨ウエーハのフラットネスばらつきが安定した。 When polishing is performed by selecting and using a polishing head (case 1-4) having a back pad shape change amount of 0.85 mm or less by this selection method, the ESFQD change amount due to polishing is small as desired. In addition, the variation in flatness of the polishing wafer between the polishing heads became stable.

一方、このような本発明の選定・研磨方法を行わずに、例えば、無作為にケース1-3とケース5の研磨ヘッドを用いて研磨を行ってしまうと、特にケース5の研磨ヘッドを用いたときの研磨ウエーハがケース1-3の研磨ヘッドを用いたときの研磨ウエーハに比較してフラットネスに大きな差が生じてしまい、ばらつきが発生してしまう。 On the other hand, if polishing is performed using the polishing heads of Cases 1-3 and Case 5 at random without performing the selection / polishing method of the present invention, for example, the polishing head of Case 5 is particularly used. Compared to the polishing wafer when the polishing wafer of Case 1-3 is used, the polishing wafer at the time of being used has a large difference in flatness, resulting in variation.

(比較例)
実施例と同様の7つの研磨ヘッド(ケース1-7)に関し、テンプレート(バックパッドおよびリテーナリング)+ベースリングのみの状態のリテーナリングの平面度の測定を、本発明における測定装置を用いずに接触式形状測定機で行った。
テンプレートのリテーナリングの内周端から1mmの位置を周方向に5°おきにプロービングし、最小二乗線から傾き補正をしたもの(基準面(最小二乗線)からの高さ(mm))の一例(ケース3)を図9のグラフに示す。この時の(最大値-最小値)をリテーナリングの平面度として求めた(図9の例においては7.81μm)。
また、実施例と同様にして、各研磨ヘッドを用いてウエーハの研磨を行い、ESFQD変化量を求めた。そして、上記リテーナリングの平面度(最小二乗面からの最大値-最小値)とESFQD変化量との相関関係を表1および図10に示す。
(Comparative example)
For seven polishing heads (cases 1-7) similar to the examples, the flatness of the retainer ring with only the template (back pad and retainer ring) + base ring can be measured without using the measuring device in the present invention. This was done with a contact shape measuring machine.
An example of a template with a position 1 mm from the inner peripheral edge of the retainer ring probing every 5 ° in the circumferential direction and tilt correction from the least squares line (height (mm) from the reference plane (least squares line)). (Case 3) is shown in the graph of FIG. The (maximum value-minimum value) at this time was obtained as the flatness of the retainer ring (7.81 μm in the example of FIG. 9).
Further, in the same manner as in the examples, the wafer was polished using each polishing head, and the amount of change in ESFQD was determined. Table 1 and FIG. 10 show the correlation between the flatness of the retainer ring (maximum value-minimum value from the least squares surface) and the amount of change in ESFQD.

研磨ヘッド毎でのリテーナリングの平面度は7.81~28.86μmの範囲をとり、それらとESFQD変化量との相関を調べたが、傾向性は見られなかった。 The flatness of the retainer ring for each polishing head ranged from 7.81 to 28.86 μm, and the correlation between them and the amount of change in ESFQD was investigated, but no tendency was observed.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is an example, and any one having substantially the same structure as the technical idea described in the claims of the present invention and having the same effect and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

1…片面研磨装置、 2…研磨布、 3…定盤、 4…研磨ヘッド、
5…研磨剤供給機構、 6…バックパッド、 7…リテーナリング、
8…テンプレート、 9…ベースリング、 10…ヘッド本体、
11…測定治具、 12…土台、 13…支柱、 14…荷台、
15…クランプ、 16…加圧手段、 16a…加圧用ホース接続治具、
16b…加圧用エアポンプ、 17…変位測定機、
20…本発明の測定装置、
W…ウエーハ。
1 ... Single-sided polishing device, 2 ... Polishing cloth, 3 ... Surface plate, 4 ... Polishing head,
5 ... Abrasive supply mechanism, 6 ... Back pad, 7 ... Retaining,
8 ... template, 9 ... base ring, 10 ... head body,
11 ... Measuring jig, 12 ... Base, 13 ... Support, 14 ... Loading platform,
15 ... Clamp, 16 ... Pressurizing means, 16a ... Pressurizing hose connection jig,
16b ... Pressurizing air pump, 17 ... Displacement measuring machine,
20 ... The measuring device of the present invention,
W ... Wafer.

Claims (9)

片面研磨装置の研磨ヘッドにおいて、ウエーハを研磨する際にウエーハの裏面を保持するとともに、該ウエーハを保持する側の反対側から空気を用いて加圧されるバックパッドの形状を測定する測定装置であって、
前記バックパッドと、該バックパッドに保持された前記ウエーハの外周を囲うリテーナリングとを有するテンプレートと、
該テンプレートの上に位置するベースリングまたはベースプレートと、
該ベースリングまたはベースプレートが保持されるヘッド本体を有する前記研磨ヘッドが組み上げられた状態で、前記バックパッドの形状を測定するものであり、
前記組み上げられた研磨ヘッドが載置される荷台と、該荷台を支持する支柱と、前記荷台に前記研磨ヘッドを押さえつけるクランプと、前記荷台に載置された前記研磨ヘッドの前記バックパッドに対して加圧可能な空気による加圧手段と、前記バックパッドの形状を測定する変位測定機とを有しており、
該変位測定機は、前記ウエーハを研磨する時と同等の圧力での前記加圧手段による加圧の時と、非加圧の時の各々について、前記バックパッドの形状を測定可能なものであることを特徴とする測定装置。
In the polishing head of a single-sided polishing device, a measuring device that holds the back surface of the wafer when polishing the wafer and measures the shape of the back pad that is pressurized with air from the opposite side of the side that holds the wafer. There,
A template having the back pad and a retainer ring surrounding the outer periphery of the wafer held by the back pad.
With a base ring or base plate located on top of the template,
The shape of the back pad is measured in a state where the polishing head having a head body in which the base ring or the base plate is held is assembled.
With respect to the loading platform on which the assembled polishing head is placed, the support column supporting the loading platform, the clamp that presses the polishing head against the loading platform, and the back pad of the polishing head mounted on the loading platform. It has a pressurizing means with air that can be pressurized and a displacement measuring machine that measures the shape of the back pad.
The displacement measuring machine can measure the shape of the back pad at the time of pressurization by the pressurizing means at the same pressure as when polishing the waha and at the time of non-pressurization. A measuring device characterized by that.
前記荷台は、前記バックパッドの前記ウエーハを保持する側が上向きとなるように前記研磨ヘッドの背面が載置されるものであることを特徴とする請求項1に記載の測定装置。 The measuring device according to claim 1, wherein the loading platform is on which the back surface of the polishing head is placed so that the side of the back pad holding the wafer faces upward. 前記支柱および前記クランプは、平面視において、前記荷台に載置された前記研磨ヘッドの中心に対して点対称となるように3つ以上配置されているものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の測定装置。 Claim 1 is characterized in that three or more of the columns and the clamps are arranged so as to be point-symmetrical with respect to the center of the polishing head mounted on the loading platform in a plan view. Alternatively, the measuring device according to claim 2. 前記変位測定機は、接触式または非接触レーザー式のものであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の測定装置。 The measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein the displacement measuring device is a contact type or a non-contact laser type. ウエーハを研磨する際にウエーハの裏面を保持するとともに、該ウエーハを保持する側の反対側から空気を用いて加圧されるバックパッドと、該バックパッドに保持された前記ウエーハの外周を囲うリテーナリングとを有するテンプレートと、
該テンプレートの上に位置するベースリングまたはベースプレートと、
該ベースリングまたはベースプレートが保持されるヘッド本体を有する研磨ヘッドを選定する方法であって、
前記テンプレートと、前記ベースリングまたはベースプレートと、前記ヘッド本体を組み上げて前記研磨ヘッドを準備し、
該準備した研磨ヘッドの前記バックパッドに対して前記ウエーハを研磨する時と同等の圧力で加圧した時と、非加圧の時の各々について、前記バックパッドの形状を、変位測定機を用いて測定し、
該測定した加圧時と非加圧時のバックパッドの形状の差分を算出し、
該算出したバックパッドの形状の差分に基づいて、前記研磨ヘッドを選定することを特徴とする研磨ヘッドの選定方法。
A back pad that holds the back surface of the wafer when polishing the wafer and is pressurized with air from the opposite side of the side that holds the wafer, and a retainer that surrounds the outer periphery of the wafer held by the back pad. With a template with a ring and
With a base ring or base plate located on top of the template,
A method of selecting a polishing head having a head body in which the base ring or base plate is held.
The template, the base ring or the base plate, and the head body are assembled to prepare the polishing head.
The shape of the back pad was determined by using a displacement measuring machine for each of the case where the back pad of the prepared polishing head was pressurized with the same pressure as when polishing the wafer and the time when the wafer was not pressurized. Measure and measure
The difference between the measured back pad shapes during pressurization and non-pressurization was calculated.
A method for selecting a polishing head, which comprises selecting the polishing head based on the calculated difference in the shape of the back pad.
前記バックパッドの形状を測定するとき、
前記バックパッドの前記ウエーハを保持する側が上向きとなるように前記研磨ヘッドの背面を支持した状態で測定を行うことを特徴とする請求項5に記載の研磨ヘッドの選定方法。
When measuring the shape of the back pad,
The method for selecting a polishing head according to claim 5, wherein the measurement is performed with the back surface of the polishing head supported so that the side holding the wafer of the back pad faces upward.
前記バックパッドの形状を測定するときに用いる前記変位測定機を、接触式または非接触レーザー式のものとすることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の研磨ヘッドの選定方法。 The method for selecting a polishing head according to claim 5 or 6, wherein the displacement measuring machine used when measuring the shape of the back pad is a contact type or a non-contact laser type. 前記研磨ヘッドを選定するとき、
予め、前記研磨ヘッドにおける前記バックパッドの形状の差分と、該研磨ヘッドを用いて行った研磨により得られる研磨ウエーハの形状データとの相関関係を求めておき、
該相関関係から前記研磨ヘッドを選定するための管理値を設定しておき、
該設定した管理値に基づいて選定を行うことを特徴とする請求項5から請求項7のいずれか一項に記載の研磨ヘッドの選定方法。
When selecting the polishing head
In advance, the correlation between the difference in the shape of the back pad in the polishing head and the shape data of the polishing wafer obtained by polishing using the polishing head is obtained.
A control value for selecting the polishing head from the correlation is set.
The method for selecting a polishing head according to any one of claims 5 to 7, wherein selection is performed based on the set control value.
ウエーハの表面を定盤上に貼り付けた研磨布に摺接させて研磨するウエーハの研磨方法であって、
請求項5から請求項8のいずれか一項に記載の研磨ヘッドの選定方法により選定した研磨ヘッドにおける前記バックパッドによって、前記ウエーハの裏面を保持して研磨することを特徴とするウエーハの研磨方法。
It is a method of polishing a wafer by sliding the surface of the wafer against a polishing cloth attached on a surface plate.
A method for polishing a wafer, wherein the back pad of the polishing head selected by the method for selecting a polishing head according to any one of claims 5 to 8 holds and polishes the back surface of the wafer. ..
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