KR102318648B1 - 연마장치 - Google Patents

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KR102318648B1
KR102318648B1 KR1020177010046A KR20177010046A KR102318648B1 KR 102318648 B1 KR102318648 B1 KR 102318648B1 KR 1020177010046 A KR1020177010046 A KR 1020177010046A KR 20177010046 A KR20177010046 A KR 20177010046A KR 102318648 B1 KR102318648 B1 KR 102318648B1
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준이치 우에노
미치토 사토
카오루 이시이
히로미 키시다
요스케 카나이
유야 나카니시
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신에쯔 한도타이 가부시키가이샤
후지코시 기카이 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 웨이퍼를 유지하기 위한 복수의 연마헤드와, 상기 웨이퍼를 연마하기 위한 연마포가 첩부된 회전가능한 정반과, 이 정반을 회전시키는 정반 구동기구와, 연마 중에 상기 연마헤드로부터 상기 웨이퍼가 튀어나온 것을 검출하는 복수의 웨이퍼 검출센서를 구비하는 연마장치로서, 상기 웨이퍼 검출센서는, 각각의 상기 연마헤드에 관하여 상기 정반의 회전방향의 하류측이면서, 상기 연마헤드의 외주부의 주변의 상방에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치이다. 이에 따라, 연마 중에 연마헤드로부터 웨이퍼가 튀어나온 것을 더욱 빠르게 검출하여, 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있는 연마장치가 제공된다.

Description

연마장치{POLISHING DEVICE}
본 발명은, 연마장치에 관한 것으로, 특히 웨이퍼 검출센서를 구비하는 연마장치에 관한 것이다.
웨이퍼의 편면의 연마는, 연마포가 첩부된 정반과, 연마포 상에 연마제를 공급하는 연마제 공급기구와, 웨이퍼를 유지하는 연마헤드 등으로 구성된 연마장치를 이용하여 행해진다. 연마헤드로 웨이퍼를 유지하여, 연마제 공급기구로부터 연마포 상에 연마제를 공급함과 함께, 정반과 연마헤드를 각각 회전시키면서 웨이퍼의 표면을 연마포에 슬라이딩접촉시킴으로써 웨이퍼를 연마한다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
상기와 같은 연마장치로 웨이퍼를 연마하고 있을 때, 연마헤드로부터 웨이퍼가 튀어나오는 경우가 있다. 또한, 픽업미스에 의해, 연마종료 후의 웨이퍼를 정반 상에 놓은 채 잊는 경우가 있다. 이들을 검지하기 위하여, 연마장치에는, 웨이퍼 검출센서가 부착되어 있다.
웨이퍼 검출센서는, 연마 중에 연마헤드로부터 웨이퍼가 튀어나온 것을 검지하면, 튀어나온 웨이퍼가 다른 연마헤드에 접촉하여 깨지는 것을 방지하거나, 웨이퍼가 깨진 상태로 연마를 계속하는 것을 방지하기 위해, 연마장치를 정지시킴과 함께 알람을 발보하여, 작업자에게 이상을 알리는 기능도 부가되어 있다.
웨이퍼 검출센서의 부착위치는 도 9, 도 10에 나타내는 바와 같이, 정반(104)의 상부에서 서로 이웃하는 연마헤드(102)의 중간에 2개소 설치하고 있었다. 웨이퍼 검출센서(106)는 광파이버타입으로 웨이퍼를 검출하고 나서 정지신호를 출력할 때까지의 시간이 500μs인 일반적인 것을 사용하고 있었다.
이러한 종래의 연마장치(101)에서 사용되고 있는 정반(104)의 정반 구동기구로서, 도 11에 나타내는 바와 같은 웜감속기(111)와 인버터구동용 정토크모터(112)를 사용하고 있었다. 감속기(111)에는 풀리와 타이밍벨트에 의해 인버터구동용 정토크모터(112)의 회전을 전달하고 있다.
웨이퍼 검출센서에서, 연마헤드(102)로부터 튀어나온 웨이퍼를 검출하지 못한 경우, 동일 정반 상에 존재하는 다른 연마헤드에 충돌하여, 웨이퍼가 파손되는 경우가 있다. 인덱스방식이라 불리는, 몇 개의 정반을 경유하여 연마하는 방식에서는, 연마헤드가 또 다른 정반에 이동하고, 계속해서 연마하므로, 연마헤드에 부착된 파손된 웨이퍼의 파편으로 정상적인 연마포(103)를 이차오염시키는 경우가 있다.
연마 중에 웨이퍼의 균열이 발생하면, 연마포(103) 상에 잔류한 웨이퍼의 파편에 의해, 연마포(103)에 스크래치가 발생할 가능성이 있다. 그러므로, 연마포(103)의 클리닝이나, 교환이 행해진다. 또한, 연마헤드(102)의 흡착면이나 리테이너 가이드에 파손된 웨이퍼가 잔류하여 연마헤드(102)를 사용할 수 없게 되어 연마헤드(102)의 교환도 행해진다. 연마제를 리사이클하여 사용하는 연마시스템에 있어서는, 연마제의 순환라인에 들어간 웨이퍼의 파편을 제거하기 위하여, 연마제의 세정도 필요해진다. 이처럼, 연마 중에 웨이퍼의 균열이 발생하면, 연마장치의 복구를 위해, 연마를 장시간 정지하게 된다. 이에 따라, 생산성이 저하된다.
웨이퍼 검출센서(106)는, 연마헤드(102)로부터 웨이퍼가 튀어나왔을 때, 광반사에 의해 웨이퍼를 인지하여, 정반 구동기구의 모터(112)의 회전을 급정지한다. 그러나, 상기와 같이 정반 구동기구가, 감속기 등의 기계적 접촉에 의한 동력전달부를 갖는 장치에서는 감속기 내의 기어의 파손이나 벨트의 톱니점핑(tooth jumping), 마모 등 장치의 손상으로 이어지므로, 실제로는 즉시 정지를 할 수는 없다. 또한, 모터 자체에 강제정지할 수 있는 기능은 없으므로, 정반(104)의 중량에 비례한 관성으로 회전을 계속한다. 이러한 경우, 연마헤드(102)로 정반(104)을 누르는 압력에 의해, 정반(104)의 회전을 정지시키고 있었다.
상기와 같은 종래의 연마장치는, 정반의 회전수가 저속일 때에는, 웨이퍼 검출센서로 연마 중에 연마헤드로부터 웨이퍼가 튀어나온 것을 검출하여, 정반을 정지시키는 동작을 행함으로써, 웨이퍼의 충돌을 회피할 수 있다. 그러나, 정반의 회전수가 고·중속시일 때는, 웨이퍼 검출센서로 연마 중에 연마헤드로부터 웨이퍼가 튀어나온 것을 검출하여, 정반을 정지시키는 동작을 행하여도, 정반의 정지를 맞추지 못해, 웨이퍼가 충돌한다는 문제가 있다.
일본특허공개 2008-93811호 공보
본 발명은 상기 서술한 바와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 연마 중에 연마헤드로부터 웨이퍼가 튀어나온 것을 더욱 빠르게 검출하여, 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있는 연마장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 웨이퍼를 유지하기 위한 복수의 연마헤드와, 상기 웨이퍼를 연마하기 위한 연마포가 첩부된 회전가능한 정반과, 이 정반을 회전시키는 정반 구동기구와, 연마 중에 상기 연마헤드로부터 상기 웨이퍼가 튀어나온 것을 검출하는 복수의 웨이퍼 검출센서를 구비하는 연마장치로서,
상기 웨이퍼 검출센서는, 각각의 상기 연마헤드에 관하여 상기 정반의 회전방향의 하류측이면서, 상기 연마헤드의 외주부의 주변의 상방에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치를 제공한다.
이러한 것이면, 연마헤드로부터 웨이퍼가 튀어나온 것을 더욱 빠르게 검출할 수 있다. 그 결과, 연마헤드로부터 튀어나온 웨이퍼가, 다른 연마헤드에 충돌하는 것을 방지할 수 있어, 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있다.
이때, 상기 웨이퍼 검출센서는, 각각의 상기 연마헤드에 관하여 상기 정반의 회전방향의 상류측이면서, 상기 연마헤드의 외주부의 주변의 상방에도 마련되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 것이면, 정반의 회전방향을 상기 회전과 역회전시켜 웨이퍼를 연마하고 있는 경우에도, 연마 중에 연마헤드로부터 웨이퍼가 튀어나온 것을 더욱 빠르게 검출할 수 있다. 그 결과, 연마헤드로부터 튀어나온 웨이퍼가, 다른 연마헤드에 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
또한 이때, 상기 웨이퍼 검출센서는, 상기 웨이퍼를 검출하고 나서 검출신호를 출력할 때까지의 시간이 80μs 이하인 것이 바람직하다.
이러한 것이면, 웨이퍼를 검출하고 나서 검출신호를 출력할 때까지의 시간이 빠르므로, 연마헤드로부터 튀어나온 웨이퍼가, 다른 연마헤드에 충돌하는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.
이때, 상기 정반 구동기구는, 감속기를 사용하지 않고서 상기 정반을 직접 모터에 의해 회전시키는 것으로, 이 모터의 회전을 강제정지하는 기능을 가지는 것이 바람직하다.
이러한 것이면, 정반의 회전이 정지할 때까지의 시간이 빠르므로, 연마헤드로부터 튀어나온 웨이퍼가, 다른 연마헤드에 충돌하는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.
본 발명의 연마장치이면, 연마 중에 연마헤드로부터 웨이퍼가 튀어나온 것을 종래에 비해 더욱 빠르게 검출할 수 있다. 그 결과, 연마헤드로부터 튀어나온 웨이퍼가, 다른 연마헤드에 충돌하는 것을 방지할 수 있어, 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 연마장치의 일 예를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 연마장치에 있어서의, 정반 구동기구의 일 예를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 연마장치에 있어서의, 웨이퍼 검출센서의 배치위치의 일 예를 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 연마장치에 있어서의, 웨이퍼 검출센서의 배치위치의 다른 일 예를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 인덱스방식의 연마장치의 일 예를 나타낸 개략도이다.
도 6은 실시예 1에 있어서의 웨이퍼 튀어나옴의 검출로부터 웨이퍼와 연마헤드가 접촉할 때까지의 웨이퍼의 이동각도를 설명하는 개략도이다.
도 7은 비교예 1에 있어서의 웨이퍼 튀어나옴의 검출로부터 웨이퍼와 연마헤드가 접촉할 때까지의 웨이퍼의 이동각도를 설명하는 개략도이다.
도 8은 실시예 3 및 비교예 3의 웨이퍼 튀어나옴과 웨이퍼 크래시의 빈도를 나타낸 도면이다.
도 9는 종래의 연마장치를 나타낸 개략도이다.
도 10은 종래의 연마장치에 있어서의, 웨이퍼 검출센서의 배치위치를 나타낸 개략도이다.
도 11은 종래의 연마장치에 있어서의, 정반 구동기구를 나타낸 개략도이다.
이하, 본 발명에 대하여 실시의 형태를 설명하나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
상기 서술한 바와 같이, 웨이퍼의 연마 중에, 연마헤드로부터 웨이퍼가 튀어나와, 다른 연마헤드에 충돌함으로써 웨이퍼의 파손이 발생하고, 생산성이 악화된다는 문제가 있었다.
이에, 본 발명자는 이러한 문제를 해결하기 위하여 예의검토를 거듭하였다. 그 결과, 웨이퍼 검출센서를, 각각의 연마헤드에 관하여 정반의 회전방향의 하류측이면서, 연마헤드의 외주부의 주변의 상방에 마련하는 것에 상도하였다. 그리고, 이들을 실시하기 위한 최량의 형태에 대하여 정사(精査)하여, 본 발명을 완성시켰다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 연마장치(1)는, 웨이퍼를 유지하기 위한 복수의 연마헤드(2)와, 상기 웨이퍼를 연마하기 위한 연마포(3)가 첩부된 회전가능한 정반(4)과, 정반(4)을 회전시키는 정반 구동기구(5)(도 2 참조)와, 연마 중에 연마헤드(2)로부터 웨이퍼가 튀어나온 것을 검출하는 복수의 웨이퍼 검출센서(6)를 구비하고 있다.
이하에서는, 도 1에 나타내는 연마장치(1)와 같은, 1개의 정반에 대하여 2개의 연마헤드가 할당되어 있는 경우를 예로 설명하나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 이러한 연마장치(1)에서는, 1개의 정반으로 동시에 2매의 웨이퍼를 연마할 수 있도록 되어 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 2개의 연마헤드(2)는 정반(4)의 상방에 배치되어 있다. 연마헤드(2)에서의 웨이퍼의 유지는 임의의 방법을 이용하여 행할 수 있다. 예를 들어, 진공흡착법이나, 템플레이트에 의한 수장방식을 이용할 수 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 정반(4)의 하부에는, 정반 구동기구(5)가 마련되어 있다. 그리고, 정반 구동기구(5)로 정반을 회전시키면서, 연마제 공급기구(도시생략)로부터 정반(4) 상에 연마제를 공급하면서, 웨이퍼를 유지한 연마헤드(2)를 회전시켜, 웨이퍼를 연마포(3)에 슬라이딩접촉시킴으로써, 웨이퍼의 연마를 행한다.
연마헤드(2)로부터 웨이퍼가 튀어나오면, 웨이퍼는 정반(4)의 회전에 따라, 정반(4)과 함께 정반(4)의 회전방향으로 이동하여, 연마헤드로부터의 웨이퍼의 튀어나옴량이 증가한다. 웨이퍼 검출센서(6)는, 이처럼 튀어나온 웨이퍼를 검출하는 것이다. 또한 웨이퍼 검출센서(6)는, 연마종료 후의 웨이퍼 픽업미스에 의해 웨이퍼를 놓은 채 잊는 것을 검지할 수도 있다.
웨이퍼 검출센서(6)는, 연마 중에 연마헤드(2)로부터 웨이퍼가 튀어나온 것을 검출하면, 검출신호(강제정지신호)를 정반 구동기구(5)에 출력하여, 정반(4)의 회전을 멈춘다. 이에 따라, 튀어나온 웨이퍼가 다른 연마헤드(2)에 접촉하여 깨지는 것을 방지하거나, 웨이퍼가 깨진 상태로 연마를 계속하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 웨이퍼 검출센서(6)는, 연마장치를 정지시킴과 함께 알람을 발보하여, 작업자에게 이상을 알리는 기능을 가질 수 있다.
여기서, 예를 들어 도 3에 나타내는 바와 같이, 정반(4)이 x1로부터 x2의 방향으로 반시계방향으로 회전하고 있는 경우, x1측을 연마헤드(2a)에 관하여 정반(4)의 회전방향의 상류측, x2측을 연마헤드(2a)에 관하여 정반(4)의 회전방향의 하류측이라 칭한다. 동일한 방법으로, 연마헤드(2b)에 관해서도, x1측이 상류측, x2측이 하류측이 된다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 검출센서(6)는, 각각의 연마헤드(2a, 2b)에 관하여 정반(4)의 회전방향의 하류측(x2측)이면서, 연마헤드(2)의 외주부의 주변의 상방에 마련되어 있는 것이다.
이러한 것이면, 상기한 바와 같이, 연마헤드(2)로부터 튀어나온 웨이퍼는, 정반(4)의 회전방향으로 이동하므로, 연마헤드(2)로부터 웨이퍼가 튀어나온 것을 더욱 빠르게 검출할 수 있다. 그 결과, 연마헤드(2)로부터 튀어나온 웨이퍼가, 다른 연마헤드에 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
이때 도 3에 나타내는 바와 같이 배치된 웨이퍼 검출센서(6)에 더하여, 추가로 웨이퍼 검출센서(6)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 각각의 연마헤드(2a, 2b)에 관하여 정반(4)의 회전방향의 상류측(x1측)이면서, 연마헤드(2a, 2b)의 외주부의 주변의 상방에도 마련되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 것이면, 정반의 회전방향을 상기 회전(x1로부터 x2의 방향으로 반시계방향으로 회전)과 역회전(x2로부터 x1의 방향으로 시계방향으로 회전)시켜 웨이퍼를 연마하는 경우에도, 웨이퍼 검출센서(6)의 위치를 변경하는 일 없이, 연마 중에 연마헤드로부터 웨이퍼가 튀어나온 것을 더욱 빠르게 검출할 수 있다. 그 결과, 정반(4)을 어느 방향으로 회전시켜도, 연마헤드로부터 튀어나온 웨이퍼가, 다른 연마헤드에 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
웨이퍼 검출센서(6)는, 웨이퍼를 검출하고 나서 검출신호를 출력할 때까지의 시간이 빠른 것이 바람직하고, 80μs 이하인 것이 바람직하다. 웨이퍼 검출센서로서 예를 들어, 반사형 레이저센서를 이용할 수 있다.
이러한 것이면, 연마포 상에 존재하는 연마제와 웨이퍼를 구분할 수 있어, 웨이퍼의 유무를 확실하게 검출할 수 있다. 나아가, 웨이퍼를 검출하고 나서 검출신호를 출력할 때까지의 시간이 빠르므로, 연마헤드로부터 튀어나온 웨이퍼가, 다른 연마헤드에 충돌하는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.
정반 구동기구(5)는 도 2에 나타내는 바와 같은, 감속기를 사용하지 않고서 정반(4)을 직접 모터에 의해 회전시키는 것으로, 모터의 회전을 강제정지하는 기능을 가지는 것이 바람직하다. 정반 구동기구(5)로서, 예를 들어 다이렉트 드라이브·서보모터를 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 것이면, 정반의 회전이 정지할 때까지의 시간이 빠르므로, 연마헤드로부터 튀어나온 웨이퍼가, 다른 연마헤드에 충돌하는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 정반(4)을 강제정지함에 따른 감속기 내의 기어의 파손이나 벨트의 톱니점핑, 마모 등의 정반 구동기구(5)의 손상을 방지할 수 있다.
또한 예를 들어, 도 5에 나타내는 바와 같은, 3개의 정반(4)과, 로드·언로드 스테이지(7)를 구비하여, 정반(4)과 로드·언로드 스테이지(7)에는 각각에 2개의 연마헤드(2)가 각각 할당되어 있는 인덱스방식의 연마장치에, 본 발명의 연마장치를 적용할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명은 이것들로 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
먼저, 직경 300mm의 실리콘 웨이퍼를 준비하였다. 그리고, 본 발명의 연마장치를 이용하여, 웨이퍼의 연마를 행하였다. 연마장치는, 도 4에 나타내는 바와 같은 위치이면서, 정반(4)으로부터 높이방향으로 150cm 이상 상방으로 이격된 위치에 웨이퍼 검출센서(6)를 구비하고 있다. 웨이퍼 검출센서(6)는, 반사식 레이저센서(키엔스사제 LV-H32)로, 웨이퍼를 검출하고 나서 검출신호를 출력할 때까지의 시간이 80μs인 것을 이용하였다. 정반 구동기구는, 도 2에 나타내는 바와 같은, 감속기를 사용하지 않고서 정반(4)을 직접 모터에 의해 회전시키는 것으로, 모터의 회전을 강제정지하는 기능을 가지는 다이렉트 드라이브·서보모터를 이용하였다.
도 6에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 검출센서(6)로, 연마 중에 연마헤드(2a)로부터 웨이퍼(W)가 튀어나온 것을 검출했을 때의, 웨이퍼(W)의 중심과 정반(4)의 중심을 통과하는 직선(a1)과, 웨이퍼(W)가 옆의 연마헤드(2b)에 접촉할 때의, 웨이퍼(W)의 중심과 정반(4)의 중심을 통과하는 직선(b1)이 이루는 각도 θ1을 구하였다. 이 각도 θ1은, 웨이퍼(W)의 튀어나옴을 검출했을 때부터, 웨이퍼(W)가 정반(4)의 회전방향으로 이동하여 최종적으로 다른 연마헤드에 접촉할 때까지의 이동각도를 나타내는 것으로, 이 각도가 클수록 검출을 빨리 할 수 있음을 나타냄과 함께, 검출로부터 정반정지까지의 허용시간이 늘어나는 것을 의미한다.
그 결과, θ1은 33.5°였다. θ1은, 후술하는 비교예 1의 θ2에 비해 큰 값이었다. 즉, 실시예 1은 비교예 1에 비해 연마헤드로부터 튀어나온 웨이퍼를 빠르게 검출할 수 있었다.
(비교예 1)
도 7에 나타내는 바와 같이, 서로 이웃하는 연마헤드(102a, 102b)의 중간이면서, 정반(104)의 상방의 2개소에 웨이퍼 검출센서(106)가 마련된 종래의 연마장치를 이용하여 웨이퍼의 연마를 행하였다. 웨이퍼 검출센서(106)는, 광파이버타입으로 웨이퍼 검출로부터 검출신호을 출력할 때까지의 시간이 500μs인 일반적인 것을 사용하였다. 정반 구동기구는, 도 11에 나타내는 바와 같은, 웜감속기(111)와 인버터구동용 정토크모터(112)로 이루어진 것을 이용하였다.
상기와 같은 종래의 연마장치를 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로, 직경 300mm의 웨이퍼(W)의 연마 중에, 연마헤드(102a)로부터 웨이퍼(W)가 튀어나온 것을 검출했을 때의, 웨이퍼(W)의 중심과 정반(104)의 중심을 통과하는 직선(a2)과, 웨이퍼(W)가 옆의 연마헤드(102b)에 접촉할 때의, 웨이퍼(W)의 중심과 정반(104)의 중심을 통과하는 직선(b2)이 이루는 각도 θ2를 구하였다.
그 결과, θ2는, 11.0°였다.
(실시예 2)
실시예 1과 동일한 본 발명의 연마장치를 이용하여, 직경 300mm의 웨이퍼의 연마를 행하였다. 연마할 때의 정반(4)의 회전수를 10rpm으로부터 40rpm까지 변화시켰다. 연마 중에 연마헤드로부터 웨이퍼가 튀어나온 것을 웨이퍼 검출센서로 검출하고 나서, 실제로 정반을 정지할 때까지 걸린 시간(정반정지시간)과, 실제로 정반을 정지할 때까지 정반이 회전한 각도(정반이동각도)를 측정하고, 그때의 웨이퍼의 연마헤드와의 충돌(크래시) 유무와 함께, 변화시킨 정반(4)의 회전수마다 표 1에 나타내었다. 한편, 표 1에는 후술하는 비교예 2의 측정결과에 대해서도 함께 기재하였다.
[표 1]
Figure 112017036077061-pct00001

정반 구동기구로 다이렉트 드라이브·서보모터를 이용하였으므로, 표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 2에서는, 정반정지시간은 정반회전수에 관계없이 60ms였다. 정반이동각도는, 정반회전수를 높임에 따라 커져, 정반회전수가 40rpm인 경우에는, 정반이동각도는 14.4°였다. 정반회전수가 40rpm인 경우에도, 이 각도가, 실시예 1에서 구한 θ1(33.5°)보다 작은 값이었으므로, 웨이퍼의 튀어나옴에 의한 크래시는 발생하지 않았다.
한편, 후술하는 바와 같이 비교예 2에서는, 정반의 회전수가 20rpm 이상일 때에 크래시가 발생하였다.
(비교예 2)
비교예 1과 동일한 종래의 연마장치를 이용한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로, 직경 300mm의 웨이퍼의 연마 중에, 연마헤드로부터 웨이퍼가 튀어나온 것을 웨이퍼 검출센서로 검출하고 나서의 정반정지시간과 정반이동각도를 측정하고, 그때의 웨이퍼의 크래시 유무와 함께 표 1에 나타내었다.
표 1에 나타내는 바와 같이, 정반회전수가 10rpm인 경우에는, 정반이동각도는 9°로 비교예 1에서 구한 θ2(=11.0°)보다 작은 값이었으므로, 웨이퍼의 튀어나옴에 의한 크래시는 발생하지 않았다. 정반회전수가 높아지면 정반정지시간이 길어지고, 이에 따라 정반이동각도도 커졌다. 정반회전수가 20rpm 이상인 경우에는, 정반이동각도가 30° 이상으로, θ2보다 큰 값이 되었으므로, 크래시가 발생하였다.
(실시예 3)
도 5에 나타내는 바와 같은, 3개의 정반(4)과, 로드·언로드 스테이지(7)를 구비하여, 정반(4)과 로드·언로드 스테이지(7)에는 각각에 2개의 연마헤드(2)가 각각 할당되어 있는 인덱스방식의 연마장치(후지코시기계사제 SRED)를 이용하여 직경 300mm의 웨이퍼의 연마를 행하였다. 3개의 정반(4)에는, 부직포와 스웨이드 연마포가 첩부되어 있다. 한편, 웨이퍼 검출센서, 정반 구동기구는 실시예 1과 동일한 구성인 것을 이용하였다.
웨이퍼의 연마는, 정반(4)과 연마헤드(2)는 같은 회전방향으로, 정반은 6.6~29.0rpm, 연마헤드는 6.6~31rpm으로 단계적으로 회전수를 변화시켜, 120g/cm2의 하중으로 연마를 행하였다. 그리고, 연마 중에 연마헤드(2)로부터 웨이퍼의 튀어나옴이 발생한 빈도를 측정하였다. 다시, 웨이퍼의 튀어나옴에 의해, 웨이퍼 크래시가 발생한 빈도를 측정하고, 이를 도 8 및 표 2에 나타내었다.
[표 2]
Figure 112017036077061-pct00002

연마 중에 연마헤드(2)로부터 웨이퍼의 튀어나옴이 발생한 빈도는, 0.092%로, 후술하는 비교예 3과 동등한 수준이었다. 한편, 웨이퍼 크래시가 발생하는 빈도는 0%로, 실시예 3에서는 웨이퍼 크래시는 발생하지 않았다. 한편, 비교예 3에서는, 웨이퍼 크래시가 발생하였다. 그 결과, 실시예 3에서는, 웨이퍼 크래시의 발생을 방지할 수 있었으므로, 비교예 3에 비해, 웨이퍼의 생산성이 높았다.
(비교예 3)
비교예 1과 같은 웨이퍼 검출센서와 정반 구동기구의 구성의 인덱스방식의 연마장치를 이용하여, 웨이퍼의 연마를 행한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로, 직경 300mm의 웨이퍼의 연마 중에, 웨이퍼의 튀어나옴이 발생한 빈도와, 웨이퍼 크래시가 발생한 빈도를 측정하고, 이를 도 8 및 표 2에 나타내었다.
연마 중에 연마헤드로부터 웨이퍼의 튀어나옴이 발생한 빈도는 0.070%였으며, 웨이퍼 크래시가 발생한 빈도는 0.027%였다. 이처럼, 비교예 3에서는 웨이퍼 크래시가 생겨, 웨이퍼의 깨짐이 발생하였으므로, 연마포나 연마헤드의 교환을 행하기 위하여 연마장치를 장시간 정지하였다. 그러므로, 실시예 3에 비해 웨이퍼의 생산성이 대폭 낮았다.
한편, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이며, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 동일한 작용효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (5)

  1. 웨이퍼를 유지하기 위한 복수의 연마헤드와, 상기 웨이퍼를 연마하기 위한 연마포가 첩부된 회전가능한 정반과, 이 정반을 회전시키는 정반 구동기구와, 연마 중에 상기 연마헤드로부터 상기 웨이퍼가 튀어나온 것을 검출하는 복수의 웨이퍼 검출센서를 구비하는 연마장치로서,
    상기 웨이퍼 검출센서는, 각각의 상기 연마헤드에 관하여 상기 정반의 회전방향의 하류측이면서, 상기 연마헤드의 외주부의 주변의 상방에 마련되어 있는 것이고, 각각의 상기 연마헤드로부터 튀어나온 상기 웨이퍼를 검출하기 위해 배치되어 있는 것이고,
    각각의 상기 연마헤드에 관하여 상기 정반의 회전방향의 상류측이면서, 상기 연마헤드의 외주부의 주변의 상방에도 마련되어 있는 것이고, 각각의 상기 연마헤드로부터 튀어나온 상기 웨이퍼를 검출하기 위해 배치되어 있는 것이고,
    상기 정반 구동기구는, 감속기를 사용하지 않고서 상기 정반을 직접 모터에 의해 회전시키는 것이고, 상기 모터의 회전을 강제정지하는 기능을 갖는 다이렉트 드라이브·서보모터이고,
    상기 복수의 웨이퍼 검출센서 중 1개가, 연마 중에 상기 연마헤드로부터 상기 웨이퍼가 튀어나온 것을 검출하면, 검출신호를 상기 정반 구동기구에 출력하여, 상기 정반의 회전을 멈추는 것을 특징으로 하는,
    연마장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 검출센서는, 상기 웨이퍼를 검출하고 나서 검출신호를 출력할 때까지의 시간이 80μs 이하인 것을 특징으로 하는,
    연마장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
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