KR20170000067A - Chemical mechanical polishing apparatus - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a chemical and mechanical polishing apparatus comprising: a polishing surface plate which has a polishing pad attached on an upper side thereof and rotates; a polishing head which presses a wafer to the polishing pad and rotates the wafer at the same time during a chemical and mechanical polishing process; and a plurality of sensors which are fixated to the polishing surface plate, are rotated with the polishing surface plate, are distributed in a sensor installation area corresponding to an area occupied by the wafer, and receive reception signals containing polishing layer thickness information of the wafer when passing through the lower side of the wafer. Provided is the chemical and mechanical polishing apparatus which can obtain polishing layer thickness distribution with respect to a plate surface of the wafer from one point of view since the sensors are arranged in the sensor installation area corresponding to the area, occupied by the wafer, on the polishing pad and the sensors receive reception signals having the polishing layer thickness information of the wafer when the sensors pass through the lower side of the wafer.

Description

화학 기계적 연마 장치 {CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS} {CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS}

본 발명은 화학 기계적 연마 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학 기계적 연마 공정 중에 자전하는 연마 패드 상에서 자전하는 웨이퍼의 2차원의 두께 분포를 얻을 수 있는 화학 기계적 연마 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a chemical mechanical polishing apparatus, and more particularly, to a chemical mechanical polishing apparatus capable of obtaining a two-dimensional thickness distribution of a wafer rotating on a polishing pad that rotates during a chemical mechanical polishing process.

일반적으로 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 공정은 회전하는 연마 정반 상에 웨이퍼 등의 기판이 접촉한 상태로 회전 시키면서 기계적인 연마를 행하여 미리 정해진 두께에 이르도록 기판의 표면을 평탄하게 하는 공정이다. Generally, a chemical mechanical polishing (CMP) process is a process in which a surface of a substrate is flattened to a predetermined thickness by performing mechanical polishing while rotating a substrate such as a wafer in contact with a rotating polishing plate to be.

이를 위하여, 도1에 도시된 바와 같이 화학 기계적 연마 장치(9)는 연마 정반(10)에 연마 패드(11)를 그 위에 입힌 상태로 자전시키면서, 캐리어 헤드(20)로 웨이퍼(W)를 연마 패드(11)의 표면에 가압하면서 회전시켜, 웨이퍼(W)의 표면을 평탄하게 연마한다. 이를 위하여, 연마 패드(11)의 표면이 일정한 상태로 유지되도록 선회 운동(30d)을 하면서 컨디셔닝 디스크(31)를 가압과 회전(30r)을 동시에 행하면서 연마 패드(11)를 개질시키는 컨디셔너(30)가 구비되고, 연마 패드(11)의 표면에 화학적 연마를 수행하는 슬러리가 슬러리 공급부(40)를 통해 공급된다. 1, the chemical mechanical polishing apparatus 9 is configured to polish the wafer W with the carrier head 20 while rotating the polishing pad 11 in a state of covering the polishing pad 11 with the polishing pad 10, The surface of the wafer W is polished flat while being pressed against the surface of the pad 11. A conditioner 30 for modifying the polishing pad 11 while simultaneously performing a pressing operation and a rotation operation 30r of the conditioning disk 31 while performing a swing motion 30d such that the surface of the polishing pad 11 is kept constant, And a slurry for performing chemical polishing on the surface of the polishing pad 11 is supplied through the slurry supply unit 40. [

화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼(W)의 연마층 두께를 감시하여 타겟 두께에 도달할 때까지 웨이퍼(W)의 연마층 두께 분포를 균일하게 하면서, 타겟 두께에 도달하면 화학 기계적 연마 공정을 종료하는 것이 필요하다. 이를 위하여, 연마 패드(11) 상에는 웨이퍼(W)의 연마층 두께를 측정하는 센서(50)가 설치된다. It is necessary to monitor the thickness of the polishing layer of the wafer W during the chemical mechanical polishing process and to terminate the chemical mechanical polishing process when the target thickness is reached while uniformly distributing the polishing layer thickness distribution of the wafer W until the target thickness is reached need. For this purpose, a sensor 50 for measuring the thickness of the polishing layer of the wafer W is provided on the polishing pad 11.

이에 따라, 연마 패드(11)가 한 바퀴 회전(11d)하면서 센서(50)가 웨이퍼(W)의 하측을 통과할 때마다, 센서(50)는 웨이퍼(W)의 연마층 두께 정보가 담긴 신호를 수신한다. 센서(50)는 광을 조사하였다가 웨이퍼 연마층에서 반사된 반사광을 수신하는 광 센서일 수도 있고, 웨이퍼 연마층이 도전성 연마층인 경우에는 와전류를 인가하여 와전류 신호의 임피던스, 리액턴스, 인덕턴스, 위상차 중 어느 하나 이상의 변동량으로부터 웨이퍼 연마층의 두께를 감지하는 와전류 센서일 수도 있다.Thus, every time the sensor 50 passes the lower side of the wafer W while the polishing pad 11 is rotated one turn (11d), the sensor 50 detects the signal containing the polishing layer thickness information of the wafer W . The sensor 50 may be an optical sensor that receives light reflected from the wafer polishing layer and receives the reflected light. When the wafer polishing layer is a conductive polishing layer, an eddy current is applied to adjust the impedance, reactance, inductance, Current sensor that detects the thickness of the wafer polishing layer from any one or more of the variation amount of the wafer polishing layer.

그런데, 화학 기계적 연마 공정 중에는 연마 패드(11)가 회전(11d)할 뿐만 아니라, 웨이퍼(W)도 캐리어 헤드(20)에 의하여 자전하므로, 센서(50)가 웨이퍼(W)의 하측을 통과할 때에 수신하는 수신 신호는 웨이퍼(W)의 일정한 위치에서 수신하지 못하므로, 웨이퍼(W)의 평면 상에서의 연마층 두께를 얻을 수 없는 한계가 있었다.During the chemical mechanical polishing process, not only the polishing pad 11 rotates but also the wafer W is rotated by the carrier head 20 so that the sensor 50 passes under the wafer W There is a limit in that the thickness of the polishing layer on the plane of the wafer W can not be obtained since the reception signal received at a certain position of the wafer W can not be received.

더욱이, 웨이퍼(W)의 연마층 두께는 반경 방향 성분에 대하여 균일하다고 알려져 있어서 종래에는 웨이퍼(W)의 중심으로부터 일측 반경 방향에 대한 영역(Mz)에만 센서(50)가 설치되지만, 도2에 도시된 바와 같이, 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼(W)의 연마층(Le)의 두께 분포는 일측에서의 두께(h1)가 타측에서의 두께(h2)에 비하여 더 크게 측정되는 경우가 발생된다. 이는, 웨이퍼의 기재(Wo) 상에 연마층(Le)이 최초 증착될 당시에 두께 분포가 균일하지 않는 경우도 있고, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼(W)의 자전 속도와 연마 패드(11)의 자전 속도의 차이에 의하여 연마량이 웨이퍼(W)의 판면에 대해 균일하지 않게 연마되는 경우도 발생된다. Further, since the thickness of the polishing layer of the wafer W is known to be uniform with respect to the radial component, conventionally, the sensor 50 is provided only in the region Mz in the one radial direction from the center of the wafer W, As shown in the figure, the thickness distribution of the polishing layer Le of the wafer W subjected to the chemical mechanical polishing process is sometimes measured in such a manner that the thickness h1 on one side is measured to be larger than the thickness h2 on the other side. This is because the thickness distribution is not uniform when the polishing layer Le is initially deposited on the base material Wo of the wafer and the rotation speed of the wafer W during the chemical mechanical polishing process and the rotation speed of the polishing pad 11 There is a case in which the amount of polishing is not uniformly polished to the surface of the wafer W due to the difference in speed.

따라서, 웨이퍼(W)의 중심으로부터 반경 방향의 길이가 일정하더라도 연마층 두께 편차가 발생되므로, 웨이퍼의 판면 전체에 걸쳐 연마층의 두께 분포를 정확하게 구할 필요성이 절실히 요구되고 있다.
Therefore, even when the length in the radial direction from the center of the wafer W is constant, a deviation in the thickness of the polishing layer is generated. Therefore, it is urgently required to accurately determine the thickness distribution of the polishing layer over the entire surface of the wafer.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 화학 기계적 연마 공정 중에 자전하는 연마 패드 상에서 자전하는 웨이퍼의 판면에 대한 연마층 두께 분포를 하나의 시각에 한꺼번에 얻을 수 있는 화학 기계적 연마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a chemical mechanical polishing apparatus capable of simultaneously obtaining a polishing layer thickness distribution on a polishing surface of a wafer rotating on a polishing pad rotating during a chemical mechanical polishing process at a single time .

또한, 본 발명은 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼의 연마층 두께를 2차원 상에 대한 값으로 얻게 되어, 웨이퍼의 좌우 방향에 대한 연마층 두께 편차를 해소하는 것을 목적으로 한다.Further, the present invention aims at obtaining the thickness of the abrasive layer of the wafer in the two-dimensional phase during the chemical mechanical polishing process, thereby solving the deviation of the abrasive layer thickness in the lateral direction of the wafer.

이를 통해, 본 발명은 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼의 연마층 두께 분포를 2차원 판면에 대하여 균일하게 조절하여 연마 품질을 향상시키는 것을 목적으로 한다. Accordingly, it is an object of the present invention to uniformly adjust the polishing layer thickness distribution of a wafer during a chemical mechanical polishing process to a two-dimensional plate surface to improve polishing quality.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 웨이퍼의 화학 기계적 연마 장치로서, 상면에 연마 패드가 입혀지고 자전하는 연마 정반과; 화학 기계적 연마 공정 중에 상기 연마 패드에 상기 웨이퍼를 가압하면서 회전시키는 연마 헤드와; 상기 연마 정반에 고정되어 상기 연마 정반과 함께 회전하면서, 상기 웨이퍼가 차지하는 영역에 대응하는 센서 설치 영역에 다수로 분포되어, 상기 웨이퍼의 하측을 통과할 때에 상기 웨이퍼의 연마층 두께 정보를 갖는 수신 신호를 수신하는 다수의 센서를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치를 제공한다. In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a chemical mechanical polishing apparatus for a wafer, comprising: a polishing platen having an upper surface coated with a polishing pad and rotating; A polishing head for pressing and rotating the wafer on the polishing pad during a chemical mechanical polishing process; Wherein the polishing pad is fixed to the polishing platen and rotates together with the polishing platen so as to be distributed in a plurality of sensor mounting regions corresponding to the areas occupied by the wafer, A plurality of sensors for receiving the sensor; The present invention also provides a chemical mechanical polishing apparatus comprising:

이와 같이, 연마 패드 상에서 웨이퍼가 차지하는 영역에 대응하는 센서 설치 영역에 분포되어, 웨이퍼의 하측을 통과할 때에 웨이퍼의 연마층 두께 정보를 갖는 수신 신호를 센서에서 수신하여, 웨이퍼의 판면에 대한 연마층 두께 분포를 하나의 시각에 대하여 얻을 수 있는 잇점이 얻어진다.As described above, the sensor receives the received signal having the polishing layer thickness information of the wafer when it passes under the wafer, distributed in the sensor mounting area corresponding to the area occupied by the wafer on the polishing pad, An advantage that a thickness distribution can be obtained for one time is obtained.

센서 설치 영역에 배치된 다수의 센서가 웨이퍼의 전체 판면에 대한 두께 분포를 구할 수 있도록, 센서 설치 영역은 웨이퍼의 판면과 동일하거나 보다 큰 크기와 형태로 정해지는 것이 바람직하다. 즉, 연마 헤드와 연마 정반 중 어느 것도 화학 기계적 연마 공정 중에 왕복 오실레이션 운동을 하지 않는 경우에는, 웨이퍼의 면적과 동일한 센서 설치 영역에만 센서가 배치되면 충분하다. 그러나, 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 헤드와 연마 정반 중 어느 하나 이상이 정해진 스트로크만큼 왕복 오실레이션 운동을 하는 경우에는, 웨이퍼의 면적에 비하여 스트로크에 해당하는 길이만큼 더 큰 센서 설치 영역에 센서가 설치된다. It is desirable that the sensor mounting area is determined to be the same size or shape as the plate surface of the wafer so that a plurality of sensors disposed in the sensor mounting area can obtain the thickness distribution of the entire plate surface of the wafer. That is, in the case where neither the polishing head nor the polishing platen does not perform the reciprocating oscillation motion during the chemical mechanical polishing process, it is sufficient that the sensor is disposed only in the sensor mounting area equal to the area of the wafer. However, in the case where at least one of the polishing head and the polishing platen performs a reciprocating oscillation motion by a predetermined stroke during the chemical mechanical polishing process, the sensor is installed in a sensor mounting area larger than the area of the wafer by a length corresponding to the stroke .

이에 따라, 센서 설치 영역이 웨이퍼가 차지하고 있는 영역과 일치한 순간의 제1시각(時刻)에, 상기 다수의 센서가 동시에 웨이퍼 연마층으로부터 수신 신호를 수신하여, 하나의 시각(時刻)에서 얻고자 하는 다수의 위치에서 웨이퍼의 연마층 두께 분포를 얻을 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Thereby, at a first time (instant) at which the sensor installation area coincides with the area occupied by the wafer, the plurality of sensors simultaneously receive the reception signal from the wafer polishing layer, An advantageous effect of obtaining the polishing layer thickness distribution of the wafer at a plurality of positions can be obtained.

여기서, 센서 설치 영역은 웨이퍼의 판면 전체에 대하여 다수 분포되어, 한번에 웨이퍼 판면 전체의 연마층 두께를 제1시각에 얻을 수 있다. Here, a large number of the sensor mounting areas are distributed over the whole plate surface of the wafer, and the thickness of the polishing layer over the entire wafer surface can be obtained at one time.

무엇보다도, 웨이퍼의 연마층 두께 분포는 중심으로부터 반경 길이가 동일하더라도 연마층 두께가 상이할 수 있으므로, 센서 설치 영역 내의 상기 센서의 일부 이상은 상기 센서 설치 영역의 중심으로부터 서로 다른 반경 방향을 따라 배치되는 것이 좋다. 대체로, 웨이퍼의 연마층 두께는 좌우 방향 또는 전후 방향으로 높이 편차가 나타나는 경우가 많으므로, 예를 들어, 센서 설치 영역의 중심으로부터 서로 반대 방향의 반경 방향으로 센서의 일부 이상이 대칭으로 배치될 수 있다.Above all, since the abrasive layer thickness distribution of the wafer may be different even though the radial length from the center is the same, some or more of the sensors in the sensor mounting area are arranged along different radial directions from the center of the sensor mounting area . In general, since the thickness of the polishing layer of the wafer often shows a height deviation in the left-right direction or the back-and-forth direction, for example, a part or more of the sensors may be symmetrically arranged in the radial direction opposite to each other from the center of the sensor- have.

그리고, 웨이퍼의 가장자리 영역에서의 연마층 두께를 보다 정확하게 감지하기 위하여, 상기 센서의 일부 이상은 상기 센서 설치 영역의 가장자리를 따라 원주 방향으로 배치될 수 있다. 그리고, 원주 방향으로의 연마층 두께를 정확하게 감지하기 위하여, 반경 방향으로 2개 이상씩 원주 방향으로 배열될 수 있다.And, in order to more accurately detect the thickness of the polishing layer in the edge region of the wafer, at least a part of the sensor can be arranged in the circumferential direction along the edge of the sensor mounting region. In order to precisely detect the thickness of the abrasive layer in the circumferential direction, it may be arranged in the circumferential direction by two or more in the radial direction.

그리고, 상기 센서는 광센서와 와류 센서 중 어느 하나 이상으로 설치될 수 있다. In addition, the sensor may be installed on at least one of an optical sensor and a vortex sensor.

한편, 상기 연마층 두께는 상기 웨이퍼의 상기 연마층의 절대적인 두께값을 포함할 뿐만 아니라, 상기 연마층의 두께 변동값을 포함한다.
On the other hand, the abrasive layer thickness not only includes the absolute thickness value of the abrasive layer of the wafer, but also includes the thickness variation value of the abrasive layer.

상기와 같이, 하나의 시각에서 웨이퍼 판면에 대한 웨이퍼 연마층의 분포가 얻어지면, 연마 헤드에 의하여 웨이퍼를 가압하는 압력 챔버에 의해 웨이퍼의 연마층 두께 편차를 보상한다. 이를 위하여, 상기 연마 헤드에는 상기 웨이퍼를 가압하는 압력 챔버가 다수로 분할되게 형성되되, 상기 웨이퍼의 원주 방향을 따라 상기 압력 챔버가 구획되어, 원주 방향에 대하여 서로 다른 가압력이 인가된다. As described above, when the distribution of the wafer polishing layer with respect to the wafer surface is obtained at one time, the polishing layer thickness deviation of the wafer is compensated by the pressure chamber which presses the wafer by the polishing head. To this end, the polishing head is formed with a plurality of pressure chambers for pressing the wafer, and the pressure chambers are partitioned along the circumferential direction of the wafer, and different pressing forces are applied in the circumferential direction.

그리고, 상기 센서에 의하여 상기 웨이퍼의 두께가 크게 측정된 부분을 가압하는 압력 챔버는 상기 웨이퍼의 두께가 작게 측정된 부분을 가압하는 압력 챔버에 비하여 보다 높은 압력이 인가됨으로써, 웨이퍼의 원주 방향으로의 두께 편차를 제거할 수 있게 된다. The pressure chamber for pressurizing the portion of the wafer having a large thickness measured by the sensor is applied with a higher pressure than the pressure chamber for pressurizing the portion of the wafer measured to have a small thickness, The thickness deviation can be removed.

한편, 본 발명은, 상기 연마 정반에 고정된 상기 센서의 회전 위치를 감지하는 센서위치감지수단을; 더 포함하여, 상기 센서 설치 영역이 상기 웨이퍼의 하측에 위치하는 시점을 센서위치 감지수단에 의해 감지하여, 센서설치영역의 다수의 센서가 정확히 예정된 위치에서 상기 웨이퍼의 연마층 두께를 측정할 수 있다.Meanwhile, the present invention may include: sensor position sensing means for sensing a rotational position of the sensor fixed to the polishing platen; In addition, the sensor position sensing means senses the time at which the sensor mounting area is located below the wafer, and a plurality of sensors in the sensor mounting area can accurately measure the thickness of the wafer polishing layer at a predetermined position .

예를 들어, 상기 센서위치 감지수단은 엔코더일 수도 있으며, 연마 정반에 장착된 표식을 감지하는 위치 센서일 수도 있다.
For example, the sensor position sensing means may be an encoder, or may be a position sensor that senses markings mounted on the polishing platen.

한편, 본 발명은, 외부 구동력에 의하여 회전 구동하는 본체부와; 상기 본체부에 고정되고 상기 본체부와의 사이에 압력 챔버를 형성하되, 중심으로부터 동일한 반경 길이에 위치하더라도 서로 다른 가압력이 인가되게 상기 웨이퍼의 원주 방향을 따라 상기 압력 챔버를 구획하는 격벽이 형성된 멤브레인을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an electronic apparatus comprising: a main body rotatably driven by an external driving force; Wherein the pressure chamber is formed between the main body and the main body, and a pressure chamber is formed between the pressure chamber and the main body, wherein the pressure chamber is formed with a partition wall for partitioning the pressure chamber along the circumferential direction of the wafer, of; And a carrier head for a chemical mechanical polishing apparatus.

본 명세서 및 도면에서 사용된 센서 설치 영역이라는 용어는 웨이퍼의 연마층 두께 분포를 얻기 위한 센서가 배치된 영역을 지칭하는 것으로, 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 헤드와 연마 정반 중 어느 것도 왕복 오실레이션 운동을 하지 않는 경우에 비하여, 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 헤드와 연마 정반 중 어느 것도 왕복 오실레이션 운동을 하는 경우에는 보다 큰 영역으로 정해진다.
The term sensor mounting area as used in this specification and the drawings refers to the area in which the sensors are located to obtain the polishing layer thickness distribution of the wafer, and during the chemical mechanical polishing process, neither the polishing head nor the polishing platen In contrast, when the polishing head and the polishing surface are both reciprocatingly oscillated during the chemical mechanical polishing process, the polishing surface is defined as a larger area.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 연마 패드 상에서 웨이퍼가 차지하는 영역에 대응하는 센서 설치 영역에 웨이퍼의 연마층 두께를 측정하는 센서가 다수 분포되어, 센서 설치 영역이 웨이퍼의 하측에 위치한 상태에서 다수의 센서에 의하여 하나의 시각에 웨이퍼의 연마층 두께를 측정함으로써, 화학 기계적 연마 공정이 행해지고 있는 공정 중에 웨이퍼의 판면에 대한 연마층 두께 분포를 하나의 시각에 대하여 얻을 수 있는 유리한 효과가 있다. As described above, according to the present invention, a large number of sensors for measuring the thickness of the polishing layer of the wafer are arranged in the sensor mounting area corresponding to the area occupied by the wafer on the polishing pad. In the sensor mounting area, By measuring the thickness of the polishing layer of the wafer at one time by the sensor, there is an advantageous effect that the polishing layer thickness distribution with respect to the surface of the wafer can be obtained at a single time during the process in which the chemical mechanical polishing process is performed.

이를 통해, 본 발명은 웨이퍼의 연마층 증착 공정에서 발생되는 연마층 두께 편차를 화학 기계적 연마 공정 중에 보상할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Accordingly, the present invention can obtain the advantageous effect of compensating the polishing layer thickness deviation generated in the polishing layer deposition process of the wafer during the chemical mechanical polishing process.

또한, 본 발명은 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼의 중심으로부터 동일한 반경 길이에 대해서도 서로 다른 가압력을 인가하는 캐리어 헤드를 제공하여, 웨이퍼의 원주 방향으로의 연마층 두께 편차를 보상할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Further, the present invention provides a carrier head that applies different pressing forces to the same radial length from the center of the wafer during the chemical mechanical polishing process, thereby obtaining an advantageous effect of compensating the variation in the polishing layer thickness in the circumferential direction of the wafer .

이를 통해, 본 발명은 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼의 연마층 두께 분포를 2차원 판면에 대하여 균일하게 조절하여 연마 품질을 향상시키는 효과가 있다.
Accordingly, the present invention has the effect of improving the polishing quality by uniformly controlling the thickness distribution of the polishing layer of the wafer during the chemical mechanical polishing process with respect to the two-dimensional plate surface.

도1은 종래의 화학 기계적 연마 장치의 구성을 도시한 평면도,
도2는 화학 기계적 연마 장치에 의해 연마된 웨이퍼의 단면도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 구성을 도시한 정면도,
도4는 도3의 평면도,
도5a 및 도5b는 도3의 화학 기계적 연마 장치를 이용하여 웨이퍼의 판면 전체의 연마층 두께 분포를 얻는 방법을 설명하기 위한 도면,
도6a 및 도6b는 웨이퍼의 x축 및 y축 방향으로 측정된 연마층 두께 분포를 예시한 측정 그래프,
도7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 평면도로서, 연마 헤드와 연마 정반 중 어느 하나 이상이 왕복 오실레이션 운동을 하는 경우의 센서의 배치 형태를 도시한 도면,
도8은 도3의 캐리어 헤드의 종단면도,
도9는 도8의 캐리어 헤드의 멤브레인의 저면을 도시한 도면,
도10은 도3의 화학 기계적 연마 장치의 제어 방법을 순차적으로 도시한 순서도,
도11은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 화학 기계적 연마 장치의 평면도,
도12는 도6a 및 도6b의 x축과 y축 방향을 표시한 도면,이다.1 is a plan view showing a configuration of a conventional chemical mechanical polishing apparatus,
2 is a cross-sectional view of a wafer polished by a chemical mechanical polishing apparatus;
3 is a front view showing a configuration of a chemical mechanical polishing apparatus according to an embodiment of the present invention,
Fig. 4 is a plan view of Fig. 3,
5A and 5B are diagrams for explaining a method of obtaining the distribution of the polishing layer thickness on the entire plate surface of the wafer using the chemical mechanical polishing apparatus of FIG. 3,
6A and 6B are measurement graphs illustrating the abrasive layer thickness distribution measured in the x- and y-axis directions of the wafer,
FIG. 7 is a plan view of a chemical mechanical polishing apparatus according to another embodiment of the present invention, showing the arrangement of sensors when at least one of a polishing head and a polishing table performs a reciprocating oscillation motion,
Figure 8 is a longitudinal section of the carrier head of Figure 3,
Figure 9 is a bottom view of the membrane of the carrier head of Figure 8,
Fig. 10 is a flowchart sequentially showing the control method of the chemical mechanical polishing apparatus of Fig. 3,
11 is a plan view of a chemical mechanical polishing apparatus according to another embodiment of the present invention,
12 is a view showing the x-axis and y-axis directions in Figs. 6A and 6B.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)를 상술한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, a chemical mechanical polishing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid obscuring the subject matter of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)는, 웨이퍼(W)의 연마면이 연마되도록 접촉하는 연마 패드(11)가 입혀진 연마 정반(100)과, 웨이퍼(W)를 저면에 위치한 상태로 가압하면서 웨이퍼(W)를 자전시키는 캐리어 헤드(200)와, 웨이퍼(W)의 화학적 연마를 위하여 연마 패드(11)의 표면에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부(40)와, 연마 패드(11)에 공급된 슬러리가 웨이퍼(W)의 연마층으로 원활하게 유입되도록 컨디셔닝 디스크가 연마 패드(11)를 가압하면서 미소 절삭을 행하여 연마 패드(11)의 표면 개질을 행하는 컨디셔너(30)와, 연마 정반(10)의 정해진 센서 설치 영역(As)에 위치 고정되어 연마 패드(11)와 함께 회전하면서 웨이퍼(W)의 하측을 통과할 때에 웨이퍼(W)의 연마층 두께 정보를 포함하는 신호를 수신하는 다수의 센서(50)와, 연마 정반(10)에 장착된 표식(19)을 감지하여 센서 설치 영역(As)이 웨이퍼(W)의 하측에 위치한 순간을 감지하는 센서위치 감지부(60)와, 센서위치 감지부(60)에서 센서 설치 영역(As)이 웨이퍼(W)의 하측에 위치한 것으로 감지되면 센서(50)에 수신된 웨이퍼 연마층 두께 정보가 담긴 신호를 전송받아 웨이퍼(W)의 판면에 대한 연마층 두께 분포를 산출하는 제어부(70)로 구성된다.
A chemical mechanical polishing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes a polishing table 100 on which a polishing pad 11 is brought into contact so that the polishing surface of the wafer W is polished, A carrier head 200 for rotating the wafer W while being pressurized in a state in which the polishing pad 11 is pressed against the wafer W, a slurry supply unit 40 for supplying slurry to the surface of the polishing pad 11 for chemical polishing of the wafer W, A conditioner 30 for performing surface modification of the polishing pad 11 by performing a minute cutting while pressurizing the polishing pad 11 so that the slurry supplied to the polishing pad 11 can smoothly flow into the polishing layer of the wafer W, A signal including the polishing layer thickness information of the wafer W when it passes through the lower side of the wafer W while rotating with the polishing pad 11 is fixed to the predetermined sensor mounting area As of the polishing platen 10 A plurality of receiving sensors 50, and a plurality of sensors 50 mounted on the polishing table 10 A sensor position sensing unit 60 sensing an instant at which the sensor mounting area As is positioned below the wafer W by sensing the mark 19 and a sensor mounting area As in the sensor position sensing unit 60. [ The controller 50 receives a signal indicating the wafer polishing layer thickness information received by the sensor 50 and calculates a polishing layer thickness distribution with respect to the surface of the wafer W .

상기 연마 정반(10)은 상면에 연마 패드(11)가 입혀진 상태로 구동 모터 등에 의하여 회전 구동된다. 연마 정반(10)에는 웨이퍼 연마층의 두께를 감지하기 위한 센서(50)가 다수 고정 설치되어, 연마 정반(10)과 함께 회전한다. 그리고, 연마 정반(10)에는 표식(19)이 고정되어, 센서위치 감지부(60)에서 센서(50)가 정해진 위치에 도달한 것을 감지한다. The polishing table 10 is rotationally driven by a driving motor or the like while the polishing pad 11 is put on the upper surface. A plurality of sensors 50 for sensing the thickness of the wafer polishing layer are fixedly mounted on the polishing table 10 and rotate together with the polishing table 10. [ The mark 19 is fixed on the polishing platen 10 so that the sensor position sensing unit 60 detects that the sensor 50 has reached a predetermined position.

도면에 도시되지 않았지만, 연마 정반(10)의 회전각을 감지하는 엔코더가 설치되어, 엔코더에 의하여 센서(50)가 정해진 위치에 도달한 것인지를 감지할 수도 있다.
Although not shown in the drawing, an encoder for sensing the rotation angle of the polishing platen 10 may be provided to sense whether the sensor 50 has reached the predetermined position by the encoder.

상기 캐리어 헤드(200)는 외부로부터 회전 구동력이 전달되어 하측에 위치한 웨이퍼(W)를 회전 구동시키고, 내부에 구비된 압력 챔버의 압력이 조절되는 것에 의하여 웨이퍼(W)를 연마 패드(11)로 가압하여, 웨이퍼(W)의 기계적 연마 공정이 이루어지도록 한다. The carrier head 200 is rotated by a rotational driving force transmitted from the outside to rotate the wafer W positioned at the lower side and the pressure of the pressure chamber provided therein is adjusted so that the wafer W is transferred to the polishing pad 11 So that the mechanical polishing process of the wafer W is performed.

이를 위하여, 캐리어 헤드(200)는 외부의 회전 구동력에 의해 회전 구동되는 본체(210)와, 본체(210)에 연결되어 본체(210)의 구동력에 의해 본체(210)와 함께 회전하는 베이스(220)와, 베이스(220)에 격벽(133)의 끝단이 고정되어 베이스(220)와의 사이에 다수의 압력 챔버(C1, C2, C3)를 형성하고 가요성 소재로 형성되는 멤브레인(230)과, 압력 챔버(C1, C2, C3)에 공압 공급관(255)을 통해 정압이나 부압을 인가하는 압력 제어부(250)로 이루어진다. 여기서, 본체(210)와 베이스(220)는 본체부를 형성한다.The carrier head 200 includes a main body 210 rotatably driven by an external rotational driving force and a base 220 connected to the main body 210 and rotated together with the main body 210 by a driving force of the main body 210. [ A membrane 230 formed of a flexible material and having a plurality of pressure chambers C1, C2 and C3 formed between the base 220 and the base 220 by fixing the end of the partition 133 to the base 220; And a pressure control unit 250 for applying a positive pressure or a negative pressure to the pressure chambers C1, C2, C3 through the pneumatic supply pipe 255. [ Here, the main body 210 and the base 220 form a main body portion.

특히, 캐리어 헤드(200)의 멤브레인(230)은 도8에 도시된 바와 같이 중심(Oc)에 대하여 동심원으로 형성되어 반경 방향으로 구획하는 제1격벽(133a)에 의하여, 웨이퍼(W)의 반경 길이에 대하여 서로 다른 가압력을 인가하는 압력 챔버(C1, C2, C3)들로 구획된다. 이와 동시에, 중앙부의 제1압력 챔버(C1)의 반경 외측에 위치한 제2압력챔버(C2) 및 제3압력챔버(C3)는 원주 방향으로 구획하는 제2격벽(133b)에 의하여, 웨이퍼(W)의 원주 방향의 길이에 대하여 서로 다른 가압력을 인가하는 압력 챔버(C21, C22, C23, C24, C25, C26; C31, C32, C33, C34, C35, C36)로 구획된다. Particularly, the membrane 230 of the carrier head 200 is divided into a radial direction by the first partition 133a concentrically formed with respect to the center Oc, as shown in FIG. 8, And C1, C2, C3 for applying different pressing forces with respect to the length. At the same time, the second pressure chamber C2 and the third pressure chamber C3 located outside the radius of the first pressure chamber C1 at the center are partitioned by the second partition 133b partitioning in the circumferential direction, C31, C32, C33, C34, C35, and C36, which apply different pressing forces to the circumferential lengths of the first, second, and third cylinders (C1, C2, C3, C24, C25, C26).

따라서, 압력 조절부(250)로부터 각각의 압력 챔버들(C1, C21-C26, C31-C36)에 공급되는 공압에 의하여, 웨이퍼(W)의 반경 방향으로의 압력 편차를 두고 가압력을 인가할 수 있을 뿐만 아니라, 웨이퍼(W)의 원주 방향으로도 압력 편차를 두고 가압력을 인가할 수 있다. 더욱이, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼(W)를 가압하는 멤브레인 바닥판이 웨이퍼(W)와 밀착된 상태를 유지하여 이들간의 슬립이 거의 발생되지 않으므로, 웨이퍼(W)의 원주 방향으로 가압력을 서로 다르게 인가함으로써, 웨이퍼(W)의 원주 방향으로의 연마층 두께 편차를 제거할 수 있다.Therefore, the pressing force can be applied with the pressure deviation in the radial direction of the wafer W by the pneumatic pressure supplied to the pressure chambers C1, C21-C26, C31-C36 from the pressure regulator 250 The pressing force can be applied even in the circumferential direction of the wafer W with a pressure deviation. In addition, since the membrane bottom plate for pressing the wafer W during the chemical mechanical polishing process remains in close contact with the wafer W, and the slip between them is hardly generated, the pressing force is differently applied in the circumferential direction of the wafer W It is possible to eliminate the variation in the thickness of the polishing layer in the circumferential direction of the wafer W.

도면에는 제1압력챔버(C1)에 대해서는 원주 방향으로 구획하는 제2격벽(133b)이 형성되지 않은 구성이 예시되었지만, 본 발명은 이에 국한되지 아니하며, 제1압력챔버(C1) 내지 제3압력 챔버(C3) 중 어느 하나 이상에 대하여 원주 방향으로 구획하는 제2격벽(133b)이 형성되는 모든 구성을 포함한다.
Although the second pressure chamber C1 is not provided with the second partition 133b which is partitioned in the circumferential direction, the present invention is not limited to this configuration. The first pressure chamber C1 to the third pressure And a second partition 133b which is partitioned in the circumferential direction with respect to at least one of the chambers C3.

상기 센서(50)는 연마 정반(10)에 위치 고정되어 연마 정반(10)과 함께 회전하며, 웨이퍼(W)의 하측을 통과할 때에 웨이퍼 연마층의 두께 데이터를 갖고 있는 제1수신신호를 수신하여, 제어부(70)로 제1수신신호를 전송한다. The sensor 50 is fixed to the polishing platen 10 and rotates together with the polishing platen 10 to receive a first reception signal having thickness data of the wafer polishing layer when passing through the lower side of the wafer W And transmits the first received signal to the control unit 70. [

여기서, 센서(50)는 하나 이상의 파장을 갖는 광을 조사하였다가 웨이퍼 연마층에서 반사된 반사광을 제1수신신호로 수신하는 광 센서로 형성될 수도 있고, 센서코일이 구비되어 웨이퍼 연마층에 와전류 신호를 인가하였다가 웨이퍼 연마층의 두께 변화에 따라 변화하는 리액턴스 값과 저항값과 위상차 중 어느 하나 이상을 제1수신신호로 수신하는 와전류 센서로 형성될 수 있다. Here, the sensor 50 may be formed of a photosensor that irradiates light having one or more wavelengths and receives reflected light reflected from the wafer polishing layer as a first received signal, and a sensor coil is provided, Current sensor that receives at least one of a reactance value, a resistance value, and a phase difference, which varies according to a thickness variation of the wafer polishing layer after a signal is applied, to the first reception signal.

센서(50)가 광센서로 형성되는 경우에는 웨이퍼 연마층이 비도전성막인 경우와 도전성 막에 대하여 모두 적용할 수 있는 장점이 있는 대신에, 웨이퍼 연마층과 센서(50)의 사이에는 개방된 상태로 유지되어야 한다. 센서(50)가 와전류 센서로 형성되는 경우에는 웨이퍼 연마층이 도전성 막에만 적용할 수 있지만, 웨이퍼 연마층과 센서(50)의 사이에 비전도체인 연마 패드나 유리 등이 개재되어도 연마층 두께를 측정할 수 있는 장점이 있다. In the case where the sensor 50 is formed of an optical sensor, there is an advantage that the wafer polishing layer can be applied to both the non-conductive film and the conductive film, State. Although the wafer polishing layer can be applied only to the conductive film in the case where the sensor 50 is formed by an eddy current sensor, even if a polishing pad or glass, which is a nonconductive, is interposed between the wafer polishing layer and the sensor 50, There are advantages to be able to measure.

무엇보다도, 센서(50)는 웨이퍼(W)와 동일한 형태와 동일한 크기인 센서 설치 영역(As) 내에 배치된다. 여기서, 센서 설치 영역(As)은 연마 패드(11)의 회전 중에 웨이퍼(W)의 하측에 정확히 위치하도록, 연마 패드(11)의 중심(O)으로부터 반경 방향(rw)으로 이격된 위치로 정해진다. 따라서, 화학 기계적 연마 공정 중에 자전하는 연마 패드(11)에 의하여, 도5b에 도시된 바와 같이, 센서 설치 영역(As)은 정확하게 웨이퍼(W)의 하측에 위치하는 순간이 존재하게 된다.Above all, the sensor 50 is disposed in the sensor mounting area As having the same shape and the same size as the wafer W. The sensor mounting area As is set to a position spaced apart from the center O of the polishing pad 11 in the radial direction rw so as to be accurately positioned below the wafer W during the rotation of the polishing pad 11 All. 5B, the sensor mounting area As is accurately located at the lower side of the wafer W due to the polishing pad 11 that rotates during the chemical mechanical polishing process.

따라서, 센서 설치 영역(As)이 웨이퍼(W)의 판면에 정확하게 위치하는 순간에, 센서 설치 영역(As) 내의 센서(50)들은 동시에 웨이퍼 연마층으로부터 연마층 두께 정보를 포함하는 제1수신신호를 수신하여 제어부(70)로 전송하고, 제어부(70)는 어느 하나의 제1시각(時刻)에 수신한 다수의 제1수신신호들로부터 각 센서의 배치 위치에서의 웨이퍼(W)의 연마층 두께를 산출할 수 있게 된다. Thus, at the instant when the sensor mounting area As is accurately positioned on the surface of the wafer W, the sensors 50 in the sensor mounting area As simultaneously receive the first receiving signal < RTI ID = 0.0 > From the first received signals received at any one of the first times (time), and transmits the received signals to the control unit 70, The thickness can be calculated.

이를 통해, 웨이퍼(W)의 판면에 대한 연마층 두께 정보는 어느 하나의 시점(時點)에 일괄적으로 얻을 수 있게 된다. 따라서, 화학 기계적 연마 공정의 오류나 설비의 한계에 의하여 불가피하게 발생되거나, 웨이퍼(W)의 연마층(Le)을 증착하는 과정에서 발생된, 웨이퍼(W)의 원주 방향으로의 두께 편차를 정확하게 감지할 수 있다. Accordingly, the polishing layer thickness information on the surface of the wafer W can be collectively obtained at any one time point. Therefore, it is possible to precisely detect the thickness deviation in the circumferential direction of the wafer W, which is inevitably generated due to the error of the chemical mechanical polishing process or the limitations of the equipment or caused in the process of depositing the polishing layer Le of the wafer W can do.

이 때, 센서(50)들의 제1신호들로부터 웨이퍼(W)의 원주 방향으로의 두께 편차를 구할 수 있도록, 센서 설치 영역(As)에 배치되는 센서(50)들은 2개 이상 반경 방향(rw)으로 연장되는 위치(R1, R2, R3, R4)에 배치된다. 대체로, 원주 방향으로의 두께 편차가 웨이퍼(W)의 연마층(Le)에 있는 경우에는, 도2, 도6a 및 도6b에 도시된 바와 같이 어느 일측의 연마층의 두께(h1)가 크면 웨이퍼 중심(Ow)을 기준으로 그 반대측의 연마층의 두께(h2)가 작으므로, (즉, h1이 최대이면, y축 방향의 h3, h4는 h1보다 작고 h2보다 큰 값이 됨) 반경 방향으로 배치(R1, R2, R3, R4)되는 센서들(50)은 웨이퍼 중심(Ow)을 기준으로 서로 반대 방향을 향하여 연장되게 배치되는 것이 바람직하다. At this time, the sensors 50 disposed in the sensor mounting area As are arranged in two or more radial directions (rw (rw), rw R2, R3, R4, which extend from the first position to the second position. In general, when the thickness variation in the circumferential direction is in the polishing layer Le of the wafer W, as shown in Figs. 2, 6A and 6B, if the thickness h1 of the one polishing layer is large, Since the thickness h2 of the polishing layer on the opposite side of the center Ow is small (i.e., when h1 is the maximum, h3 and h4 in the y-axis direction are smaller than h1 and larger than h2) It is preferable that the sensors 50 arranged in the arrangement R1, R2, R3, R4 are disposed so as to extend in opposite directions with respect to the wafer center Ow.

그리고, 웨이퍼(W)의 가장자리 영역은 웨이퍼(W)에 의해 제조되는 디바이스가 많이 분포하므로 정교하게 연마층 두께를 감시할 필요가 있다. 따라서, 도4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼의 가장자리를 따르는 영역(E1, E2, E3, E4)에도 센서들(50)이 배치되는 것이 좋다. Since the edge region of the wafer W has many devices manufactured by the wafer W, it is necessary to precisely monitor the thickness of the polishing layer. Therefore, it is preferable that the sensors 50 are also arranged in the regions E1, E2, E3 and E4 along the edge of the wafer as shown in Fig.

한편, 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 헤드(200)와 연마 정반(10) 중 어느 하나 이상이 정해진 스트로크 만큼 왕복 오실레이션 운동(99)을 하는 경우에는, 도7에 도시된 바와 같이, 웨이퍼의 크기에 대응하는 영역(As)에 비하여 스트로크만큼 더 큰 영역에 대하여 센서 설치 영역(As')이 정해지고, 원주 방향을 따르는 영역에서도 웨이퍼의 크기에 대응하는 영역(As)과 그 바깥 영역(As'와 As의 사잇 영역)에 함께 센서(50)가 배치된다. 즉, 센서(50)는 원주 방향을 따라 2열 이상으로 배치된다. On the other hand, when at least one of the polishing head 200 and the polishing platen 10 performs the reciprocating oscillation motion 99 by a predetermined stroke during the chemical mechanical polishing process, as shown in Fig. 7, The sensor mounting area As 'is determined for an area larger than the corresponding area As by the stroke and the area As corresponding to the size of the wafer and the areas Ace' And the sensor 50 is disposed in the sidewall of As. That is, the sensors 50 are arranged in two or more rows along the circumferential direction.

이 영역(E1, E2, E3, E4)에서 측정된 웨이퍼 연마층의 두께 분포에 기초하여, 캐리어 헤드(200)의 최외측 압력 챔버(C3)에 의하여 도입되는 가압력을 조절하여, 웨이퍼(W)의 가장자리 영역에서도 연마층의 두께를 원하는 두께로 정확하게 조절하여 연마할 수 있다. The pressing force introduced by the outermost pressure chamber C3 of the carrier head 200 is adjusted based on the thickness distribution of the wafer polishing layer measured in the areas E1, E2, E3 and E4, The thickness of the abrasive layer can be precisely adjusted to a desired thickness to be polished.

한편, 도11에 도시된 바와 같이, 센서 설치 영역(As, As') 내에 가득차게 센서(50)들이 배치되어, 웨이퍼의 판면 전체에 대하여 한번에 웨이퍼 연마층의 두께를 측정할 수도 있다. 이 때, 센서 설치 영역(As, As') 내에는 센서(50)들이 무작위로 가득차게 배치될 수도 있지만, 센서 설치 영역(As, As')의 중심에 배치된 제1센서(50A)를 중심으로 방사상으로 가득차게 구성될 수 있다.
On the other hand, as shown in FIG. 11, the sensors 50 may be arranged in the sensor mounting areas (As, As') so that the thickness of the wafer polishing layer can be measured at once on the entire plate surface of the wafer. At this time, the sensors 50 may be arranged at random in the sensor mounting areas As and As ', but the first sensors 50A disposed at the centers of the sensor mounting areas As and As' As shown in FIG.

한편, 본 발명의 변형 실시 형태로서, 도4에 도시된 바와 같이, 센서 설치 영역(As)의 바깥에도 센서(55, 56)가 구비될 수 있다. 이 센서(55, 56)는 웨이퍼(W)의 연마층 두께를 측정하기 위한 것이라기 보다는, 연마 패드(11) 상의 센서 설치 영역(As)이 웨이퍼(W)의 하측에 정확히 위치하였는지를 감지하는 데 사용된다. On the other hand, as a modified embodiment of the present invention, sensors 55 and 56 may be provided outside the sensor mounting area As as shown in Fig. These sensors 55 and 56 are not intended to measure the thickness of the polishing layer of the wafer W but rather to detect whether or not the sensor mounting area As on the polishing pad 11 is accurately positioned on the lower side of the wafer W Is used.

즉, 연마 패드(11)의 회전 방향을 기준으로 센서 설치 영역(As)에 인접한 전방에 위치한 제1센서(55)에 수신되는 수신신호가 null 상태에서 웨이퍼(W)의 하측을 통과하면서 소정의 제2수신신호가 수신되고, 이와 유사하게 연마 패드(11)의 회전 방향을 기준으로 센서 설치 영역(As)에 인접한 후방에 위치한 제2센서(56)에 수신되는 수신신호가 null상태에서 웨이퍼(W)의 하측을 통과하기 시작하면서 소정의 제3수신신호가 수신되는 데, 센서 설치 영역(As)이 웨이퍼(W)의 하측에 위치하는 제1시각은 제1센서(55)로부터의 수신신호가 제2수신신호에서 null로 변환되면서, 동시에 제2센서(56)로부터의 수신신호가 null인 상태를 유지하는 순간이 된다. 여기서, null 신호는 센서의 상측에 대기가 존재하여 웨이퍼의 연마층 두께와 무관한 신호로 정의한다. That is, when the reception signal received by the first sensor 55 located in front of the sensor mounting area As adjacent to the rotation direction of the polishing pad 11 passes through the lower side of the wafer W in a null state, The second received signal is received and the received signal received by the second sensor 56 located at the rear side adjacent to the sensor mounting area As on the basis of the rotation direction of the polishing pad 11 is null The first time when the sensor mounting area As is located below the wafer W is the time when the sensor signal is received from the first sensor 55 Becomes null at the same time while the reception signal from the second sensor 56 remains null. Here, the null signal is defined as a signal which is independent of the thickness of the abrasive layer of the wafer due to the presence of air above the sensor.

이를 통해, 센서 설치 영역(As)이 웨이퍼(W)의 하측에 위치한 상태를 정확히 감지할 수 있다. 즉, 제1센서(55)와 제2센서(56)는 센서 설치 영역(As)이 웨이퍼(W)의 하측에 위치한 순간인지를 감지하는 센서위치 감지부의 역할을 한다. 이는, 캐리어 헤드(200)가 일정한 스트로크만큼 왕복 오실레이션 운동을 하는 경우에도 정확하게 감지할 수 있는 잇점이 있다.
Accordingly, it is possible to accurately detect the state where the sensor mounting area As is positioned on the lower side of the wafer W. That is, the first sensor 55 and the second sensor 56 serve as a sensor position sensing unit for sensing whether the sensor mounting area As is located at the lower side of the wafer W. This has the advantage that the carrier head 200 can accurately sense even when reciprocating oscillation movement is performed by a certain stroke.

이와 유사하게, 도7에 도시된 바와 같이, 연마 헤드(200)와 연마 정반(10) 중 어느 하나 이상이 화학 기계적 연마 공정 중에 왕복 오실레이션 운동(99)을 하는 경우에는, 왕복 오실레이션 운동(99)의 방향의 바깥에 각각 제3센서(53)와 제4센서(54)가 배치될 수 있다. 이 센서(53, 54)들도 웨이퍼(W)의 연마층 두께를 측정하기 위한 것이라기 보다는, 연마 패드(11) 상의 센서 설치 영역(As')이 웨이퍼(W)의 하측에 정확히 위치하였는지를 감지하는 데 사용된다. 7, when at least one of the polishing head 200 and the polishing platen 10 performs the reciprocating oscillation motion 99 during the chemical mechanical polishing process, the reciprocating oscillation motion (Fig. 7) The third sensor 53 and the fourth sensor 54 may be disposed outside the direction of the first sensor 53 and the second sensor 53, respectively. These sensors 53 and 54 are not intended to measure the thickness of the polishing layer of the wafer W but to detect whether or not the sensor mounting area As' on the polishing pad 11 is accurately located on the lower side of the wafer W .

즉, 연마 정반(10)의 오실레이션 왕복 운동(99) 방향을 기준으로 센서 설치 영역(As')의 바깥에 위치한 제3센서(53) 및 제4센서(54) 중 어느 하나의 수신신호가 null 상태에서 웨이퍼(W)의 하측을 통과하면서 소정의 제2수신신호가 수신되고, 반대로 이들(53, 54) 중 다른 하나의 수신 신호가 제2수신신호 상태에서 null 상태가 된다. 센서 설치 영역(As')이 웨이퍼(W)의 하측에 위치하는 제1시각은 제3센서(53)와 제4센서(54) 중 어느 하나로부터의 수신신호가 제2수신신호에서 null로 변환되면서, 동시에 제3센서(53)와 제4센서(54) 중 다른 하나로부터의 수신신호가 null인 상태를 유지하는 순간이 된다. 여기서, null 신호는 센서의 상측에 대기가 존재하여 웨이퍼의 연마층 두께와 무관한 신호로 정의한다. That is, the reception signal of any one of the third sensor 53 and the fourth sensor 54 located outside the sensor mounting area As' with reference to the oscillation reciprocating motion 99 of the polishing platen 10 a predetermined second reception signal is received while passing under the wafer W in a null state and conversely the other reception signal of these 53 and 54 becomes null in the second reception signal state. The first time when the sensor mounting area As' is located below the wafer W is that the receiving signal from either the third sensor 53 or the fourth sensor 54 is converted from the second receiving signal to null At the same time, the moment when the reception signal from the other one of the third sensor 53 and the fourth sensor 54 remains null is maintained. Here, the null signal is defined as a signal which is independent of the thickness of the abrasive layer of the wafer due to the presence of air above the sensor.

이를 통해, 제1센서(55), 제2센서(56)에 부가하여, 제3센서(53) 및 제4센서(54)의 감지 신호에 기초하여, 오실레이션 왕복 운동(99)의 경우에 센서 설치 영역(As')이 웨이퍼(W)의 하측에 위치한 상태를 보다 정확하게 감지할 수 있다.
In this case, in addition to the first sensor 55 and the second sensor 56, in the case of the oscillation reciprocating motion 99, based on the sensing signals of the third sensor 53 and the fourth sensor 54 The state in which the sensor mounting area As' is positioned below the wafer W can be more accurately detected.

한편, 본 발명의 다른 실시 형태로서, 제2센서(56)없이 제1센서(55)만으로도 센서 설치 영역(As)이 웨이퍼(W)의 하측에 위치하였는지를 감지할 수도 있다.
As another embodiment of the present invention, it is also possible to detect whether the sensor mounting area As is located below the wafer W by only the first sensor 55 without the second sensor 56. [

본 발명의 다른 실시 형태로서, 상기 센서위치 감지부는 연마 정반(10)의 회전 위치를 감지하는 엔코더에 의해 구성될 수 있다. 즉, 웨이퍼(W)의 위치는 정해진 범위 내에 있으므로, 자전하는 연마 정반(10)이 정해진 각에 이르면, 센서 설치 영역(As)이 웨이퍼(W)의 하측에 위치한 것임을 감지할 수 있다.다만, 캐리어 헤드(200)와 연마 정반(10) 중 어느 하나 이상이 가 일정한 스트로크만큼 왕복 오실레이션 운동(99)을 하는 경우에는, 센서 설치 영역(As)의 중심에 배치된 제1센서(50A)를 기준으로 스트로크 변위에 따른 웨이퍼의 위치를 계산하고, 이를 기준으로 나머지 센서들(50)에서 감지되는 값의 위치를 간단히 추적할 수 있다. In another embodiment of the present invention, the sensor position sensing unit may be constituted by an encoder that senses the rotational position of the polishing platen 10. That is, since the position of the wafer W is within the predetermined range, it is possible to detect that the sensor mounting area As is located below the wafer W. However, if the polishing table 10 is rotated at a predetermined angle, When at least one of the carrier head 200 and the polishing platen 10 performs the reciprocating oscillation motion 99 by a predetermined stroke, the first sensor 50A disposed at the center of the sensor mounting area As The position of the wafer according to the stroke displacement can be calculated and the position of the value sensed by the remaining sensors 50 can be simply tracked based on the position of the wafer.

이와 같이, 캐리어 헤드(200)와 연마 정반(10) 중 어느 하나 이상이 정해진 스트로크 만큼 왕복 오실레이션 운동(99)을 하는 경우에는, 각각의 센서(50)는 센서 설치 영역(As)에 비하여 오실레이션 스트로크에 해당하는 길이만큼 센서 설치 영역(As)의 바깥에 추가적으로 배치됨으로써, 오실레이션 스트로크 위치에 무관하게 웨이퍼(W)의 판면 전체에 대한 두께 분포를 하나의 시각(時刻)에 구할 수 있다.As described above, when at least one of the carrier head 200 and the polishing platen 10 performs the reciprocating oscillation motion 99 by a predetermined stroke, each of the sensors 50 is brought into contact with the sensor mounting area As The thickness distribution with respect to the whole plate surface of the wafer W can be obtained at one time (time) irrespective of the oscillation stroke position by being additionally disposed outside the sensor mounting area As by the length corresponding to the taking stroke.

또 다른 본 발명의 실시 형태로서, 상기 센서 위치 감지부는 연마 정반(10)에 표식(19)을 고정시키고, 표식을 감지하는 센서(60)에 의하여 센서 설치 영역(As)이 웨이퍼(W)의 하측에 위치한 것임을 감지할 수 있다.
In another embodiment of the present invention, the sensor position sensing unit fixes the mark 19 on the polishing platen 10, and the sensor mounting area As is positioned on the wafer W It can be detected that it is located on the lower side.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 화학 기계적 연마 장치(1)의 작동 원리를 상술한다. Hereinafter, the operation principle of the chemical mechanical polishing apparatus 1 of the present invention constructed as described above will be described in detail.

단계 1: 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 패드(11)는 계속하여 회전(11d)하고, 웨이퍼(W)도 캐리어 헤드(200)에 의하여 회전한다. 이에 따라, 센서 설치 영역(As)은 도5a에 도시된 바와 같이, 연마 패드(11)와 함께 회전하면서 웨이퍼(W)를 향하여 이동한다.
Step 1 : During the chemical mechanical polishing process, the polishing pad 11 continues to rotate (11d), and the wafer W is also rotated by the carrier head 200. As a result, the sensor mounting area As is moved toward the wafer W while rotating together with the polishing pad 11, as shown in Fig. 5A.

단계 2: 그리고 나서, 연마 패드(11)가 도5a에 도시된 상태에서 추가로 회전하면, 센서 설치 영역(As)이 웨이퍼(W)의 하측에 위치하는 순간이 생기게 된다. 이를, 전술한 센서 위치 감지부에 의하여 감지한다(S110). 즉, 엔코더나, 도5b에 도시된 감지 센서(60)나, 도4에 도시된 제1센서(55)와 제2센서(56)에 의하여 센서 설치 영역(As)이 웨이퍼(W)의 하측에 도달한 시점을 감지할 수 있다.
 Step 2 : Then, when the polishing pad 11 further rotates in the state shown in FIG. 5A, a moment when the sensor mounting area As is located below the wafer W is generated. This is sensed by the above-described sensor position sensing unit (S110). That is, the sensor or the sensor mounting area As is detected by the encoder, the sensing sensor 60 shown in FIG. 5B, the first sensor 55 and the second sensor 56 shown in FIG. 4, Can be detected.

단계 3: 센서 설치 영역(As)이 웨이퍼(W)의 하측에 위치하게 되는 제1시각(時刻)에서, 센서 설치 영역(As)에 배치된 센서들(50)에 수신된 제1수신신호는 제1시각에서의 웨이퍼 판면에 대한 연마층 두께 분포를 구하는 데 사용된다. Step 3 : At a first time (time) when the sensor mounting area As is positioned below the wafer W, the first receiving signal received by the sensors 50 arranged in the sensor mounting area As is And is used to obtain the polishing layer thickness distribution with respect to the wafer surface at the first time.

여기서, 센서 설치 영역(As)에 설치된 센서들(50)은 제1시각에만 웨이퍼의 연마층 두께를 측정할 수 있다(S120). 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서는, 센서 위치 감지부에 의해 센서 설치 영역(As)이 웨이퍼의 하측에 위치한 순간을 산출하는 데 소요되는 시간에 의하여, 정확한 제1시각에 제1수신신호만을 추출하는 것이 곤란할 수도 있으므로, 센서 설치 영역(As)의 센서들(50)들은 화학 기계적 연마 공정 중에 수신 신호를 지속적으로 수신하여 제어부(70)에 전송하고(S120), 제어부(70)는 센서(50)의 신호 데이터와 센서 위치 감지부의 신호 데이터를 동일 시간 축에 맵핑하는 것에 의해, 센서 설치 영역(As)이 웨이퍼(W)의 하측에 위치하게 되는 제1시각(時刻)에서만의 웨이퍼 두께 분포를 구할 수 있다(S130). Here, the sensors 50 installed in the sensor mounting area As can measure the polishing layer thickness of the wafer only at the first time (S120). However, according to another embodiment of the present invention, only the first received signal is extracted at a precise first time point by the time required for the sensor mounting area As to calculate the moment located at the lower side of the wafer The sensors 50 in the sensor mounting area As continuously receive the received signals during the chemical mechanical polishing process and transmit them to the controller 70 in step S120 and the controller 70 controls the sensors 50 And the signal data of the sensor position sensing unit are mapped on the same time axis so that the wafer thickness distribution at the first time instant in which the sensor mounting area As is located below the wafer W (S130).

이 때, 웨이퍼(W)는 화학 기계적 연마 공정 중에 자전하고 있으므로, 센서 설치 영역(As) 내의 센서(50)들에 의해 측정된 연마층 두께 분포와 웨이퍼(W)의 위치를 매칭시키기 위해서는, 캐리어 헤드(200)의 정해진 하나의 지점을 기준점(Po)으로 삼고, 센서 설치 영역(As)이 웨이퍼(W)의 하측에 위치하는 순간에 기준점(Po)의 회전 위치를 감지한다. 이에 의해, 센서 설치 영역(As)의 센서들(50)에 의하여 웨이퍼(W)의 연마층 두께 분포를 판면에 2차원적으로 구하고, 구해진 연마층의 두께 분포를 웨이퍼(W)의 기준 위치(Po)를 중심으로 매칭시키는 것에 의해, 웨이퍼(W)의 기준위치(Po)를 기준 좌표로 삼아 웨이퍼의 연마층 두께 분포를 얻을 수 있다. 여기서, 캐리어 헤드(200)의 기준 위치(Po)는 소프트 웨어 방식으로 미리 정해진 좌표가 되며, 캐리어 헤드(200)의 기준 위치(Po)의 회전각(회전 위치)는 캐리어 헤드(200)를 회전 구동하는 구동부에 엔코더를 설치하거나 별도의 감지 센서를 두는 것에 의해 얻어질 수 있다. At this time, since the wafer W is rotating during the chemical mechanical polishing process, in order to match the position of the wafer W with the polishing layer thickness distribution measured by the sensors 50 in the sensor mounting area As, A predetermined position of the head 200 is set as a reference point Po and the rotational position of the reference point Po is sensed at a moment when the sensor mounting area As is positioned below the wafer W. Thereby, the thickness distribution of the polishing layer of the wafer W is two-dimensionally obtained on the surface of the wafer W by the sensors 50 of the sensor mounting area As, and the thickness distribution of the obtained polishing layer is measured at the reference position Po of the wafer W can be obtained by using the reference position Po of the wafer W as the reference coordinate. Here, the reference position Po of the carrier head 200 is a predetermined coordinate in software, and the rotation angle (rotation position) of the reference position Po of the carrier head 200 rotates the carrier head 200 It can be obtained by installing an encoder in a drive part to be driven or by placing a separate detection sensor.

이를 통해, 연마 패드(11)가 1회전할때마다 웨이퍼(W)의 판면에 대한 연마층 두께 분포를 하나의 시점에 대하여 얻을 수 있다.
Thus, the polishing layer thickness distribution with respect to the plate surface of the wafer W can be obtained at one time each time the polishing pad 11 is conveyed once.

단계 4: 이와 같이, 연마 패드(11)가 1회전 할때마다 웨이퍼(W)의 전체 판면에 대한 연마층 두께 분포를 얻은 상태에서, 웨이퍼 연마층의 두께가 더 크게 측정된 영역에 대해서는 웨이퍼 연마층의 두께가 더 작게 측정된 영역에 비하여, 캐리어 헤드(200)의 다수의 압력 챔버(C1, C2, C3)에 인가하는 가압력을 더 크게 조절하여, 웨이퍼(W)의 연마층 두께를 전체적으로 원하는 분포 형상으로 정확하게 조절할 수 있게 된다. Step 4 : As described above, in a state where the polishing layer thickness distribution with respect to the entire plate surface of the wafer W is obtained each time the polishing pad 11 makes one revolution, in the area where the thickness of the wafer polishing layer is measured larger, The pressing force applied to the plurality of pressure chambers C1, C2, C3 of the carrier head 200 is adjusted to be larger than the area where the thickness of the layer W is measured to be smaller, It is possible to precisely control the distribution shape.

즉, 캐리어 헤드(200)의 압력 챔버(C1-C3)는 반경 방향을 따라 격벽(133a)에 의해 구획되어 있을 뿐만 아니라, 원주 방향을 따라서도 격벽(133b)에 의해 구획되어 있으므로, 웨이퍼(W)에 증착될 시점에서부터 연마층 두께가 불균일하더라도, 화학 기계적 연마 공정이 종료되는 시점에서는 원하는 두께 분포(예를 들어, 전체적으로 균일한 두께 분포이거나, 중앙부가 가장자리에 비하여 더 두껍거나 얇은 두께 분포)로 조절할 수 있다.
That is, the pressure chambers C1-C3 of the carrier head 200 are not only partitioned by the partition 133a in the radial direction but also partitioned by the partition 133b along the circumferential direction, (For example, a uniformly uniform thickness distribution or a thicker or thinner thickness distribution at the central portion than at the peripheral portion) at the end of the chemical mechanical polishing process, even if the thickness of the polishing layer is uneven Can be adjusted.

이와 같이, 본 발명은 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼의 연마층 두께 분포를 2차원 판면에 대하여 균일하게 조절하여, 원하는 연마층 두께 분포에 맞게 연마 공정을 행할 수 있게 되어 연마 품질을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, the polishing layer thickness distribution of the wafer during the chemical mechanical polishing process can be uniformly adjusted with respect to the two-dimensional plate surface, so that the polishing process can be performed according to the desired polishing layer thickness distribution, Can be obtained.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
1: 화학 기계적 연마 장치 10: 연마 정반
11: 연마 패드 30: 컨디셔너
40: 슬러리 공급부 50: 연마층 두께 센서
60: 센서 위치 감지 센서 70: 제어부
200: 캐리어 헤드 210: 본체
220: 베이스 230: 멤브레인
250: 압력 조절부 133: 격벽
133a: 제1격벽 133b: 제2격벽
C1: 제1압력챔버
C2, C21, C22, C23, C24, C25, C26: 제2압력챔버
C3, C31, C32, C33, C34, C35, C36: 제2압력챔버
As: 센서 설치 영역 W: 웨이퍼
19: 표식 Le: 연마층DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS
1: Chemical mechanical polishing apparatus 10: Polishing plate
11: polishing pad 30: conditioner
40: Slurry supply part 50: Polishing layer thickness sensor
60: sensor position detection sensor 70:
200: carrier head 210:
220: Base 230: Membrane
250: pressure regulator 133: partition wall
133a: first partition 133b: second partition
C1: first pressure chamber
C2, C21, C22, C23, C24, C25, C26:
C3, C31, C32, C33, C34, C35, C36: the second pressure chamber
As: Sensor mounting area W: Wafer
19: Marking Le: Abrasive layer

Claims (20)

웨이퍼의 화학 기계적 연마 장치로서,
상면에 연마 패드가 입혀지고 자전하는 연마 정반과;
화학 기계적 연마 공정 중에 상기 연마 패드에 상기 웨이퍼를 가압하면서 회전시키는 연마 헤드와;
상기 연마 정반에 고정되어 상기 연마 정반과 함께 회전하면서, 상기 웨이퍼가 차지하는 영역에 대응하는 센서 설치 영역에 다수로 분포되어, 상기 웨이퍼의 하측을 통과할 때에 상기 웨이퍼의 연마층 두께 정보를 갖는 수신 신호를 수신하는 다수의 센서를;
포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
A chemical mechanical polishing apparatus for a wafer,
An abrasive platen on the upper surface of which a polishing pad is coated and rotated;
A polishing head for pressing and rotating the wafer on the polishing pad during a chemical mechanical polishing process;
Wherein the polishing pad is fixed to the polishing platen and rotates together with the polishing platen so as to be distributed in a plurality of sensor mounting regions corresponding to the areas occupied by the wafer, A plurality of sensors for receiving the sensor;
Wherein the polishing pad is a polishing pad.
제 1항에 있어서,
상기 연마 헤드와 상기 연마 정반 중 어느 것도 왕복 오실레이션 운동을 하지 않는 경우에, 상기 센서 설치 영역은 상기 웨이퍼와 동일한 크기와 동일한 형태로 정해지는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the sensor mounting area is determined to be the same size and shape as the wafer when neither the polishing head nor the polishing table performs a reciprocating oscillation motion.
제 1항에 있어서,
상기 연마 정반과 상기 연마 헤드 중 어느 하나 이상이 화학 기계적 연마 공정 중에 정해진 스트로크만큼 왕복 오실레이션 운동을 하고, 상기 센서 설치 영역은 상기 웨이퍼에 비하여 스트로크에 해당하는 만큼 바깥 방향으로 확장된 영역으로 정해지는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
The method according to claim 1,
Wherein at least one of the polishing platen and the polishing head performs a reciprocating oscillation movement by a predetermined stroke during the chemical mechanical polishing process and the sensor mounting region is defined as an area extending outwardly as much as the stroke Wherein the chemical mechanical polishing apparatus comprises:
제 3항에 있어서,
상기 센서들이 상기 연마 정반과 함께 회전하다가 상기 센서 설치 영역이 상기 웨이퍼의 영역의 하측에 위치한 때에, 상기 다수의 센서들로부터 상기 웨이퍼의 연마층 두께 정보를 갖는 수신 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
The method of claim 3,
Wherein the sensor receives a received signal having polishing layer thickness information of the wafer from the plurality of sensors when the sensor is rotated with the polishing platen and the sensor mounting area is located below the area of the wafer. Mechanical polishing apparatus.
제 1항에 있어서,
상기 센서는 상기 센서 설치 영역의 중심으로부터 반경 방향을 따라 열을 이루어 배치된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the sensor comprises a sensor arranged in a row along a radial direction from a center of the sensor mounting region.
제 5항에 있어서,
상기 센서의 일부 이상은 상기 센서 설치 영역의 중심에 위치한 제1센서를 포함하고, 상기 제1센서로부터 서로 다른 반경 방향으로 열을 이루어 배치된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein at least a portion of the sensor comprises a first sensor located in the center of the sensor mounting region and is arranged in rows radially different from the first sensor.
제 5항에 있어서,
상기 센서의 일부 이상은 상기 센서 설치 영역의 중심으로부터 서로 반대 방향의 반경 방향에 대칭으로 배치된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein at least a part of the sensors are arranged symmetrically in the radial direction opposite to each other from the center of the sensor mounting region.
제 1항에 있어서,
상기 센서의 일부 이상은 상기 센서 설치 영역의 가장자리를 따라 원주 방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
The method according to claim 1,
Wherein at least a part of the sensor is arranged in a circumferential direction along an edge of the sensor mounting region.
제 8항에 있어서,
상기 원주 방향으로 배치된 센서는 2열 이상으로 배열된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the circumferentially arranged sensors are arranged in two or more rows.
제 1항에 있어서,
상기 센서는 광센서와 와류 센서 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the sensor is at least one of an optical sensor and an eddy current sensor.
제 1항에 있어서,
상기 연마층 두께는 상기 웨이퍼의 상기 연마층의 두께 변동값을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the polishing layer thickness comprises a variation in thickness of the polishing layer of the wafer.
제 1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서로부터 수신된 웨이퍼 두께 정보를 이용하여, 하나의 시각(時刻)에 상기 웨이퍼의 두께 분포를 얻는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
12. The method according to any one of claims 1 to 11,
And obtains the thickness distribution of the wafer at one time (time) using the wafer thickness information received from the sensor.
제 12항에 있어서,
상기 연마 헤드에는 상기 웨이퍼를 가압하는 압력 챔버가 다수로 분할되게 형성되고, 상기 웨이퍼의 원주 방향을 따라 상기 압력 챔버가 구획되어, 원주 방향에 대하여 서로 다른 가압력이 인가되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
13. The method of claim 12,
Characterized in that the polishing head is formed with a plurality of pressure chambers for pressing the wafer and the pressure chambers are partitioned along the circumferential direction of the wafer so that different pressing forces are applied in the circumferential direction Device.
제 13항에 있어서,
상기 센서에 의하여 상기 웨이퍼의 두께가 크게 측정된 부분을 가압하는 압력 챔버는 상기 웨이퍼의 두께가 작게 측정된 부분을 가압하는 압력 챔버에 비하여 보다 높은 압력이 인가되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
14. The method of claim 13,
Wherein a pressure chamber for pressurizing a portion of the wafer having a large thickness measured by the sensor is applied with a higher pressure than a pressure chamber for pressing a portion of the wafer measured to have a small thickness.
제 12항에 있어서,
상기 연마 정반에 고정된 상기 센서의 회전 위치를 감지하는 센서위치감지수단을;
더 포함하여, 상기 센서 설치 영역이 상기 웨이퍼의 하측에 위치하는 시점에서 상기 센서가 상기 웨이퍼의 두께를 측정하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
13. The method of claim 12,
A sensor position sensing means for sensing a rotation position of the sensor fixed to the polishing platen;
Wherein the sensor measures the thickness of the wafer at a time point when the sensor mounting area is located below the wafer.
제 12항에 있어서,
상기 센서위치 감지수단은 엔코더인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
13. The method of claim 12,
Wherein the sensor position sensing means is an encoder.
제 12항에 있어서,
상기 센서위치 감지수단은 연마 정반에 장착된 표식을 감지하는 감지 센서인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
13. The method of claim 12,
Wherein the sensor position sensing means is a sensing sensor for sensing an indicia mounted on the polishing platen.
제 12항에 있어서,
상기 센서위치 감지수단은 상기 센서 설치 영역의 전방부에 배치된 제1센서로 구성되어, 상기 제1센서가 상기 웨이퍼로부터 제2수신신호를 수신하였다가 null신호로 되는 때를 상기 센서 설치 영역이 상기 웨이퍼의 하측에 위치한 것으로 감지하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
13. The method of claim 12,
Wherein the sensor position sensing means is comprised of a first sensor disposed in a front portion of the sensor mounting region so that when the first sensor receives a second received signal from the wafer and becomes a null signal, And detects that the wafer is positioned below the wafer.
제 12항에 있어서,
상기 센서위치 감지수단은 상기 연마 헤드와 상기 연마 정반 중 어느 하나의 오실레이션 방향으로 상기 센서 설치 영역의 바깥에 배치된 제3센서 및 제4센서를 포함하여, 상기 제3센서와 상기 제4센서 중 어느 하나가 상기 웨이퍼로부터 제2수신신호를 수신하였다가 null신호로 되는 때를 상기 센서 설치 영역이 상기 웨이퍼의 하측에 위치한 것으로 감지하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
13. The method of claim 12,
Wherein the sensor position sensing means includes a third sensor and a fourth sensor disposed outside the sensor mounting region in an oscillation direction of either the polishing head and the polishing platen, Wherein the sensor mounting region detects when the second reception signal is received from the wafer and becomes a null signal as being located below the wafer.
외부 구동력에 의하여 회전 구동하는 본체부와;
상기 본체부에 고정되고 상기 본체부와의 사이에 압력 챔버를 형성하되, 중심으로부터 동일한 반경 길이에 위치하더라도 서로 다른 가압력이 인가되게 상기 웨이퍼의 원주 방향을 따라 상기 압력 챔버를 구획하는 격벽이 형성된 멤브레인을;
포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치용 캐리어 헤드.
A main body rotatably driven by an external driving force;
Wherein the pressure chamber is formed between the main body and the main body, and a pressure chamber is formed between the pressure chamber and the main body, wherein the pressure chamber is formed with a partition wall for partitioning the pressure chamber along the circumferential direction of the wafer, of;
Wherein the carrier head is configured to move the carrier head to a desired position.
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