KR20190040963A - Polishing apparatus and wafer polishing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 웨이퍼를 연마하는 연마포가 첩부된 정반과, 웨이퍼를 유지하면서 회전가능하며, 웨이퍼에 연마하중을 가하면서 연마포에 맞대는 것이 가능한 복수의 연마헤드를 구비하고, 연마헤드를 회전시키면서, 연마헤드로 유지된 웨이퍼를 연마포에 맞대어 연마하는 연마장치로서, 복수의 연마헤드가, 연마헤드마다 각각 개별로, 연마헤드의 연마하중을 제어하는 압력제어기구와 연마헤드의 회전속도를 제어하는 회전제어기구를 갖는 것인 것을 특징으로 하는 연마장치이다. 이에 따라, 연마헤드간의 절삭분포 및 절삭의 격차를 작게 억제하는 것이 가능한 연마장치 및 웨이퍼의 연마방법이 제공된다.The present invention provides a polishing apparatus comprising a polishing table to which a polishing cloth for polishing a wafer is attached, a plurality of polishing heads which are rotatable while holding the wafer and capable of confronting the polishing cloth while applying a polishing load to the wafer, Wherein the plurality of polishing heads are provided with a pressure control mechanism for controlling the polishing load of the polishing head and a rotating speed of the polishing head for each of the polishing heads, And a rotation control mechanism for controlling the rotation of the polishing pad. Thereby, there is provided a polishing apparatus and a wafer polishing method capable of suppressing the cutting distribution and cutting gap between the polishing heads to be small.
Description
본 발명은, 연마장치 및 웨이퍼의 연마방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polishing apparatus and a polishing method of a wafer.
실리콘 단결정 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼의 연마방법에서는, 도 12와 같은, 회전가능한 정반(102) 상에 첩부된 연마포(103)와, 1개의 정반의 상방에 위치하는 2개 이상의 연마헤드(130a, 130b)와, 연마슬러리를 연마포(103)에 공급할 수 있는 연마제 공급기구(104)를 구비한 연마장치(101)를 이용한다.A polishing method for a semiconductor wafer such as a silicon single crystal wafer includes a polishing cloth 103 attached on a rotatable platen 102 as shown in Fig. 12 and two or more polishing heads 130a, And a polishing apparatus 101 having an abrasive feed mechanism 104 capable of feeding a polishing slurry to the polishing cloth 103 are used.
각 연마헤드(130a, 130b)에는, 백킹패드(131)와 유리에폭시재 등의 수지로 이루어진 리테이너가이드(132) 등이 일체가 된 템플레이트 어셈블리가 첩부되어 있고, 백킹패드(131)와 리테이너가이드(132)에 의해, 각각, 웨이퍼(W)의 이면과 측면을 유지할 수 있다(특허문헌 1, 2 참조). 또한, 연마헤드(130a, 130b)는 회전가능하며, 유지한 웨이퍼를 연마포(103)에 맞대어 연마할 수 있다. 또한, 연마헤드는, 연마하중을 제어할 수 있고, 예를 들어, 도 12에 나타낸 바와 같은 연마헤드(130a, 130b)의 경우, 제1 공간부(133)의 내부의 압력(A)(외압)을 제어함으로써, 리테이너가이드(132)와 연마포(103)의 접촉압을 제어할 수 있고, 또한, 제2 공간부(134)의 내부의 압력(B)(내압)을 제어함으로써, 웨이퍼(W)와 연마포(103)의 접촉압을 제어할 수 있다.A template assembly in which a backing pad 131 and a retainer guide 132 made of a resin such as a glass epoxy material are integrated is attached to each of the polishing heads 130a and 130b and a backing pad 131 and a retainer guide 132 can hold the back surface and the side surface of the wafer W, respectively (see
또한, 일반적인 연마장치에서는, 웨이퍼(W)에 가해지는 연마하중과 웨이퍼(W)의 주속을 제어함으로써, 연마 후의 웨이퍼(W)의 형상을 컨트롤한다. 도 12의 연마장치(101)에서는, 리테이너가이드(132)(템플레이트의 가이드부)와 연마포(103)의 접촉압을 제어하는 압력(A)(외압)과, 웨이퍼(W)와 연마포(103)의 접촉압을 제어하는 압력(B)(내압)을 제어하고, 이들 압력(A, B)의 압력차를 조정함으로써 연마 후의 웨이퍼(W)의 형상을 컨트롤할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 주속은, 연마헤드(130a, 130b)의 회전속도에 따라 제어할 수 있다.Further, in a general polishing apparatus, the shape of the polished wafer W is controlled by controlling the polishing load applied to the wafer W and the peripheral velocity of the wafer W. The polishing apparatus 101 shown in Fig. 12 includes a pressure A (external pressure) for controlling the contact pressure between the retainer guide 132 (the guide portion of the template) and the polishing cloth 103, It is possible to control the shape of the wafer W after polishing by controlling the pressure B (internal pressure) for controlling the contact pressure of the pressure chambers 103 and 103 and adjusting the pressure difference between these pressures A and B. The peripheral speed of the wafer W can be controlled in accordance with the rotation speed of the polishing heads 130a and 130b.
일반적으로, 도 12와 같은 복수의 연마헤드(130a, 130b)를 갖는 연마장치(101)에서는, 모든 연마헤드에서 공통의 연마하중과 주속조건(회전속도)을 이용하여 연마가공을 행하고 있다. 모든 연마헤드에서 동일한 연마하중과 회전속도가 되는 것은, 2개 이상의 연마헤드를 갖는 경우에도, 전체 연마헤드의 하중제어가 공통의 압력제어기구로 컨트롤되고, 또한, 주속제어(회전속도의 제어)도 전체 연마헤드가 공통의 회전제어기구로 컨트롤되는 장치구성이기 때문이다. 연마장치(101)의 경우, 도 12, 13과 같이, 연마헤드(130a, 130b)의 연마하중의 제어, 즉, 상기의 외압과 내압의 제어가, 각각, 공통의 컨트롤러 및 전공(電空) 레귤레이터로 행해지고 있다. 마찬가지로, 도 12, 13과 같이, 연마헤드(130a, 130b)의 회전속도가, 동일한 컨트롤러 및 모터로 제어되고 있다.In general, in the polishing apparatus 101 having a plurality of polishing heads 130a and 130b as shown in FIG. 12, all of the polishing heads perform a polishing process using a common polishing load and a peripheral speed condition (rotational speed). The same polishing load and rotational speed at all the polishing heads are obtained by controlling the load of the entire polishing head to a common pressure controller and controlling the peripheral speed (control of the rotational speed) even when two or more polishing heads are provided This is because the entire polishing head is controlled by a common rotation controller. In the case of the polishing apparatus 101, the control of the polishing load of the polishing heads 130a and 130b, that is, the control of the external pressure and the internal pressure, And is performed by a regulator. Similarly, as shown in Figs. 12 and 13, the rotation speeds of the polishing heads 130a and 130b are controlled by the same controller and motor.
연마장치가 복수의 연마헤드를 갖는 경우, 연마헤드간에서 웨이퍼의 절삭(取り代)형상(절삭분포 및 절삭의 양 등)의 차가 발생한다. 종래부터, 이 차를 줄이기 위해, 연마헤드간의 절삭형상의 차가 보다 작아지는 것과 같은 연마하중을, 모든 연마헤드에서 공통적으로 이용하여 연마를 행하고 있다. 예를 들어, 전체 연마헤드에서 공통의 외압과 내압을 적절한 값으로 설정하여, 외압과 내압의 차를 연마헤드간의 절삭형상의 차가 보다 작아지도록 최적화하고, 웨이퍼 외주부의 튐과 처짐을 제어하는 것이 일반적으로 행해지고 있다. 또한, 연마헤드의 회전속도와 정반의 회전속도의 비율의 제어에 의해서도 웨이퍼의 형상을 제어할 수 있으므로, 절삭형상의 차가 보다 작아지는 것과 같은 공통의 회전속도를 전체 연마헤드에서 이용하여 연마를 행하는 것이 일반적으로 행해지고 있다.In the case where the polishing apparatus has a plurality of polishing heads, there arises a difference in the shape (cutting distribution, amount of cutting, etc.) of the wafers between the polishing heads. Conventionally, in order to reduce this difference, a polishing load such that a difference in a cutting shape between the polishing heads becomes smaller is commonly used in all the polishing heads to perform polishing. For example, it is general to set the common external pressure and the internal pressure to appropriate values in the entire polishing head so as to optimize the difference between the external pressure and the internal pressure so that the difference in the cutting shape between the polishing heads becomes smaller, . Further, since the shape of the wafer can be controlled by controlling the ratio of the rotation speed of the polishing head to the rotation speed of the surface plate, polishing is performed by using the common rotation speed such that the difference in cutting shape becomes smaller Is generally performed.
그러나, 모든 연마헤드에서 공통의 연마하중 및 회전속도를 이용하는 종래의 연마장치에서는, 연마헤드 고유의 절삭분포격차를 연마헤드마다 개별로 조정할 수 없고, 또한, 복수의 모든 연마헤드에서, 연마헤드간의 절삭형상의 차가 보다 작아지도록 연마하중을 설정하므로, 실제로는 연마헤드간의 절삭형상의 차를 한없이 제로에 근접시킬 수가 없었다. 게다가, 절삭분포를 맞추기 위해 연마하중의 조정을 행하면, 연마헤드간의 절삭(절삭의 양)의 격차가 커지고, 연마헤드간의 절삭을 맞출 수 없다는 문제도 있었다.However, in a conventional polishing apparatus using a common polishing load and rotational speed in all polishing heads, it is not possible to separately adjust the cutting distribution gaps inherent to the polishing head for each polishing head. In addition, in all of the plurality of polishing heads, Since the polishing load is set so as to make the difference in the shape of the cutting smaller, in fact, the difference in the shape of the cutting between the polishing heads can not be brought close to zero at all. Furthermore, when the polishing load is adjusted to adjust the cutting distribution, there is a problem that the gap between the polishing heads (amount of cutting) becomes large, and the cutting between the polishing heads can not be aligned.
본 발명은 상기 서술한 바와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 연마헤드간의 절삭분포 및 절삭의 격차를 작게 억제하는 것이 가능한 연마장치 및 웨이퍼의 연마방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a polishing apparatus and a polishing method of a wafer capable of reducing a cutting distribution and a cutting gap between polishing heads.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 웨이퍼를 연마하는 연마포가 첩부된 정반과, 상기 웨이퍼를 유지하면서 회전가능하며, 상기 웨이퍼에 연마하중을 첨가하면서 상기 연마포에 맞대는 것이 가능한 복수의 연마헤드를 구비하고, 상기 연마헤드를 회전시키면서, 상기 연마헤드로 유지된 웨이퍼를 상기 연마포에 맞대어 연마하는 연마장치로서, 상기 복수의 연마헤드가, 연마헤드마다 각각 개별로, 상기 연마헤드의 연마하중을 제어하는 압력제어기구와 상기 연마헤드의 회전속도를 제어하는 회전제어기구를 갖는 것을 특징으로 하는 연마장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a polishing apparatus for polishing a wafer, comprising: a polishing table to which a polishing cloth for polishing a wafer is attached; a plurality of polishing members which are rotatable while holding the wafer, A polishing apparatus for polishing a wafer held by a polishing head with a polishing head and rotating the polishing head against the polishing cloth, characterized in that the plurality of polishing heads are provided individually for each polishing head, There is provided a polishing apparatus comprising a pressure control mechanism for controlling a polishing load and a rotation control mechanism for controlling a rotation speed of the polishing head.
이러한 것이면, 연마헤드마다 개별로 연마하중 및 회전속도를 임의의 값으로 설정할 수 있고, 특히, 연마헤드간에서의 웨이퍼의 절삭분포의 차 및 절삭의 차를 작게 억제하도록, 연마헤드마다 연마하중 및 회전속도를 설정할 수 있다.In this case, the polishing load and the rotation speed can be set to be arbitrary values for each of the polishing heads. In particular, the polishing load and the polishing speed can be set for each polishing head so as to suppress the difference in the cutting distribution of the wafer and the difference in the cutting between the polishing heads. The rotation speed can be set.
이때, 상기 연마헤드가, 상기 웨이퍼의 이면을 유지하는 백패드, 및, 상기 웨이퍼의 측면을 유지하는 원환상의 리테이너가이드를 갖는 것이며, 상기 압력제어기구가, 상기 연마하중으로서, 상기 연마헤드에 유지된 상기 웨이퍼와 상기 연마포의 접촉압과, 상기 리테이너가이드와 상기 연마포의 접촉압을 제어하는 것이 바람직하다.Wherein the polishing head has a back pad holding a back surface of the wafer and an annular retainer guide holding a side surface of the wafer, and the pressure control mechanism is configured to apply, as the polishing load, It is preferable to control the contact pressure between the held wafer and the polishing cloth and the contact pressure between the retainer guide and the polishing cloth.
연마헤드에 유지된 웨이퍼와 연마포의 접촉압과, 리테이너가이드와 연마포의 접촉압이 제어가능한 연마장치이면, 이들의 접촉압의 차를 조정함으로써 보다 정밀도 좋게 웨이퍼의 절삭분포를 제어할 수 있다.If the contact pressure between the wafer and the polishing cloth held on the polishing head and the contact pressure between the retainer guide and the polishing cloth can be controlled, the cutting distribution of the wafer can be controlled more precisely by adjusting the difference in the contact pressure .
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 상기의 연마장치를 이용한 웨이퍼의 연마방법으로서, 연마헤드마다 마련된 상기 압력제어기구 및 상기 회전제어기구에 의해, 상기 복수의 연마헤드의 상기 연마하중 및 상기 회전속도를, 연마헤드마다 각각 개별로 제어하여 상기 웨이퍼의 연마를 행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 연마방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a polishing method of a wafer using the above polishing apparatus, wherein the pressure control mechanism and the rotation control mechanism, provided for each polishing head, And a polishing step of polishing the wafer by controlling the rotational speed individually for each polishing head.
연마헤드마다 개별로 연마하중 및 회전속도를 제어함으로써, 각 연마헤드로 연마되는 웨이퍼의 절삭분포 및 절삭을 웨이퍼마다 설정할 수 있다. 특히, 연마헤드간에서의 웨이퍼의 절삭분포의 차 및 절삭의 차를 작게 억제할 수 있다.By controlling the polishing load and the rotational speed individually for each polishing head, it is possible to set the cutting distribution and cutting of the wafer to be polished by each polishing head for each wafer. Particularly, the difference in the cutting distribution of the wafer and the difference in cutting between the polishing heads can be suppressed small.
또한, 상기 연마헤드마다 상기 연마하중을 제어함으로써, 상기 복수의 연마헤드간의 상기 웨이퍼의 절삭분포차를 제어하고, 상기 연마헤드마다 상기 회전속도를 제어함으로써, 상기 복수의 연마헤드간의 상기 웨이퍼의 절삭차를 제어할 수 있다.It is also possible to control a cutting distribution difference of the wafer between the plurality of polishing heads by controlling the polishing load for each of the polishing heads and control the rotation speed for each of the polishing heads to cut the wafer between the plurality of polishing heads You can control the car.
이와 같이 하여, 연마헤드간의 절삭분포차 및 절삭차를 제어하고, 특히, 이들의 차를 줄임으로써, 연마헤드간의 웨이퍼의 형상의 격차를 작게 억제할 수 있다.In this manner, by controlling the difference in cutting distribution between the polishing heads and the difference in cutting, particularly by reducing the difference therebetween, it is possible to suppress the variation in the shape of the wafer between the polishing heads.
본 발명의 연마장치 및 웨이퍼의 연마방법이면, 연마헤드간의 절삭분포 및 절삭의 격차를 작게 억제하는 것이 가능하다. 특히, 복수의 연마헤드간에 발생하는 웨이퍼의 절삭분포의 차 및 절삭의 차를 작게 억제하도록, 연마헤드마다 연마하중 및 회전속도를 제어할 수 있고, 균일한 형상을 갖는 웨이퍼를 얻을 수 있다.According to the polishing apparatus and the polishing method of the present invention, it is possible to suppress the cutting distribution and the cutting gap between the polishing heads to be small. Particularly, the polishing load and the rotational speed can be controlled for each polishing head so that the difference in the cutting distribution of the wafer generated between the plurality of polishing heads and the difference in cutting can be controlled to be small, and a wafer having a uniform shape can be obtained.
도 1은 본 발명의 연마장치의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 연마장치의 연마하중 및 회전속도의 제어방법을 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 웨이퍼의 연마방법에 있어서의 조정공정의 플로우도이다.
도 4는 실시예의 연마하중조정 전의 각 연마헤드에 있어서의 절삭분포이다.
도 5는 실시예의 연마하중조정 후의 각 연마헤드에 있어서의 절삭분포이다.
도 6은 실시예의 연마하중 및 회전속도조정 전후의 각 연마헤드에 있어서의 절삭이다.
도 7은 비교예의 연마하중조정 후의 각 연마헤드에 있어서의 절삭분포이다.
도 8은 비교예의 연마하중조정 후의 각 연마헤드에 있어서의 절삭이다.
도 9는 실시예, 비교예의 본 연마 후의 실리콘웨이퍼의 ΔSFQR(max)의 측정결과이다.
도 10은 실시예, 비교예의 본 연마 후의 실리콘웨이퍼의 ΔESFQR(max)의 측정결과이다.
도 11은 실시예, 비교예의 본 연마 후의 실리콘웨이퍼의 절삭의 측정결과이다.
도 12는 종래의 연마장치의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 13은 종래의 연마장치의 연마하중 및 회전속도의 제어방법을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing an example of a polishing apparatus of the present invention.
2 is a schematic view showing a method of controlling the polishing load and the rotating speed of the polishing apparatus of the present invention.
Fig. 3 is a flow chart of the adjustment process in the wafer polishing method of the present invention.
Fig. 4 shows the cutting distribution in each polishing head before the polishing load adjustment in the embodiment. Fig.
5 is a cutout distribution of each polishing head after the polishing load adjustment of the embodiment.
Fig. 6 is a cut in each of the polishing heads before and after the polishing load and rotational speed adjustment of the embodiment.
Fig. 7 is a cut profile of each polishing head after the polishing load adjustment of the comparative example.
Fig. 8 shows the cutting in each polishing head after the polishing load adjustment in the comparative example.
Fig. 9 shows measurement results of? SFQR (max) of the silicon wafer after the present polishing in Examples and Comparative Examples.
Fig. 10 shows the results of measurement of? ESFQR (max) of the silicon wafer after the main polishing in Examples and Comparative Examples.
Fig. 11 shows measurement results of the cutting of the silicon wafer after the main polishing in the examples and the comparative example.
12 is a schematic view showing an example of a conventional polishing apparatus.
13 is a schematic view showing a method of controlling the polishing load and the rotation speed of the conventional polishing apparatus.
이하, 본 발명에 대하여 실시의 형태를 설명하나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것이 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
우선, 본 발명의 연마장치에 대하여, 도 1, 2를 참조하여 설명한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 연마장치(1)는, 웨이퍼(W)를 연마하는 연마포(3)가 첩부된 정반(2)과, 웨이퍼(W)를 유지하면서 회전가능하며, 웨이퍼(W)에 연마하중을 첨가하면서 연마포(3)에 맞대는 것이 가능한 복수의 연마헤드(30)를 구비한다. 도 1에는, 1개의 정반(2) 위에 2개의 연마헤드(도 1 중의 연마헤드(30a) 및 연마헤드(30b))를 구비하는 경우를 예시하였다. 그러나, 복수의 연마헤드(30)의 개수는 이것으로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 연마장치는, 1개의 정반(2) 위에 3개 이상의 연마헤드를 구비할 수도 있다. 또한, 나아가, 연마포(3) 상에 연마제를 공급하는 연마제 공급기구(4)를 구비할 수도 있다.First, the polishing apparatus of the present invention will be described with reference to Figs. 1 and 2. Fig. 1, the
본 발명의 연마장치에서는, 복수의 연마헤드가, 연마헤드마다 각각 개별로, 연마헤드의 연마하중을 제어하는 압력제어기구와 연마헤드의 회전속도를 제어하는 회전제어기구를 갖는다. 도 1의 연마장치(1)의 경우, 연마헤드(30a)가 압력제어기구(10a)와 회전제어기구(20a)를, 연마헤드(30b)가 압력제어기구(10b)와 회전제어기구(20b)를 갖고 있으며, 연마헤드(30a)와 연마헤드(30b)는, 서로 독립적으로 연마하중 및 회전속도를 제어할 수 있는 구성으로 되어 있다. 이러한 연마장치(1)에서는, 연마헤드(30a, 30b)를 회전시키면서, 연마헤드(30a, 30b)로 유지된 웨이퍼(W)를 연마포(3)에 맞대어 연마할 수 있다.In the polishing apparatus of the present invention, the plurality of polishing heads each have a pressure control mechanism for controlling the polishing load of the polishing head and a rotation control mechanism for controlling the rotation speed of the polishing head for each polishing head. 1, the polishing head 30a has a pressure control mechanism 10a and a rotation control mechanism 20a and the polishing head 30b has a pressure control mechanism 10b and a rotation control mechanism 20b , And the polishing head 30a and the polishing head 30b are configured to be able to independently control the polishing load and the rotation speed. Such a
이러한 것이면, 연마헤드마다 개별로 연마하중 및 회전속도를 임의의 값으로 제어할 수 있고, 연마헤드마다 웨이퍼형상을 제어할 수 있다. 이로 인해, 특히, 연마헤드간에서의 웨이퍼의 절삭분포의 차 및 절삭의 차를 작게 억제하도록, 연마헤드마다 연마하중 및 회전속도를 설정할 수 있다. 즉, 모든 연마헤드에서, 웨이퍼의 절삭분포의 차 및 절삭의 차가 거의 없는 동일형상의 웨이퍼를 얻을 수 있다. 또한, 연마헤드마다 상이한 연마하중 및 회전속도로 연마를 실시할 수 있으므로, 한번의 연마로, 상이한 규격의 형상을 갖는 웨이퍼를 제조하고, 다품종의 웨이퍼를 얻는 것도 가능하다.If this is the case, the polishing load and the rotation speed can be controlled to be arbitrary values individually for each polishing head, and the wafer shape can be controlled for each polishing head. Thus, in particular, the polishing load and the rotation speed can be set for each polishing head so as to suppress the difference in the cutting distribution of the wafer and the difference in the cutting between the polishing heads to a small degree. That is, in all polishing heads, it is possible to obtain wafers of the same shape having almost no difference in the cutting distribution of the wafers and no difference in cutting. Further, polishing can be performed at different polishing loads and rotational speeds for each polishing head. Therefore, wafers having shapes of different specifications can be produced by one polishing, and wafers of various kinds can be obtained.
또한, 상기와 같은 본 발명의 연마장치(1)는 이하와 같은 구성의 것으로 할 수 있다. 즉, 보다 구체적으로는, 연마헤드가, 웨이퍼의 이면을 유지하는 백패드, 및, 웨이퍼의 측면을 유지하는 원환상의 리테이너가이드를 갖는 것인 것이 바람직하고, 압력제어기구가, 연마하중으로서, 연마헤드에 유지된 웨이퍼와 연마포의 접촉압과, 리테이너가이드와 연마포의 접촉압을 제어할 수 있는 것으로 할 수 있다.In addition, the polishing
도 1의 연마장치(1)의 경우, 연마헤드(30a), 연마헤드(30b)가, 각각, 백패드(31a, 31b) 및 리테이너가이드(32a, 32b)를 갖는 것이며, 웨이퍼(W)의 측면과 이면을 유지할 수 있다.1, the polishing head 30a and the polishing head 30b have back pads 31a and 31b and retainer guides 32a and 32b, respectively. In the case of the
또한, 연마헤드(30a, 30b)는 러버척방식의 연마헤드로 할 수 있고, 각각, 제1 공간부(33a, 33b)의 내부의 압력(A)(외압)을 제어함으로써, 리테이너가이드(32a, 32b)와 연마포(3)의 접촉압을 제어할 수 있고, 또한, 제2 공간부(34a, 34b)의 내부의 압력(B)(내압)을 제어함으로써, 웨이퍼(W)와 연마포(3)의 접촉압을 제어할 수 있는 것으로 되어 있다.The polishing heads 30a and 30b can be a rubber chuck type polishing head and can control the pressure A (external pressure) inside the first space portions 33a and 33b, respectively, By controlling the contact pressure between the wafer W and the polishing
또한, 본 발명의 연마장치(1)의 경우, 연마헤드(30a), 연마헤드(30b)의 각각에 개별로 구비된, 압력제어기구(10a)와 압력제어기구(10b)에 의해, 상기의 압력(A, B)을 각각 제어할 수 있다. 보다 구체적으로는, 도 1과 같이, 압력제어기구(10a, 10b)는, 제1 공간부(33a, 33b)의 내부의 압력(A)(외압)을 제어하는 제1 전공 레귤레이터(11a, 11b)와 제2 공간부(34a, 34b)의 내부의 압력(B)(내압)을 제어하는 제2 전공 레귤레이터(12a, 12b)와, 이들의 전공 레귤레이터에 제어신호를 보내고, 출력을 제어하는 컨트롤러(13a, 13b)로 이루어진 것으로 할 수 있다. 이에 따라, 도 2와 같이, 본 발명에서는, 연마헤드마다 압력(A 및 B)을 연마헤드마다 개별로 제어할 수 있다.In the case of the
또한, 회전제어기구(20a, 20b)는, 도 1, 2와 같이, 연마헤드(30a, 30b)를 각각 자전시키는, 모터(21a, 21b)와, 이들 모터에 제어신호를 보내고, 회전속도를 제어하는 컨트롤러(22a, 22b)로 이루어진 것으로 할 수 있다. 이에 따라, 도 2와 같이, 연마헤드마다 회전속도를 제어할 수 있다.As shown in Figs. 1 and 2, the rotation control mechanisms 20a and 20b include motors 21a and 21b for rotating the polishing heads 30a and 30b, respectively, And controllers 22a and 22b for controlling the apparatuses. Thus, as shown in Fig. 2, the rotation speed can be controlled for each polishing head.
다음에, 본 발명의 연마장치(1)를 이용한 웨이퍼의 연마방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 웨이퍼의 연마방법에서는, 연마헤드마다 마련된 압력제어기구(10a, 10b) 및 회전제어기구(20a, 20b)에 의해, 복수의 연마헤드(30)의 연마하중 및 회전속도를, 연마헤드마다 각각 개별로 제어하여 웨이퍼(W)의 연마를 행한다.Next, a polishing method of a wafer using the
이때, 특히, 연마헤드마다 연마하중을 제어함으로써, 복수의 연마헤드(30)간의 웨이퍼(W)의 절삭분포차를 제어하고, 연마헤드마다 회전속도를 제어함으로써, 복수의 연마헤드(30)간의 웨이퍼(W)의 절삭차를 제어할 수 있다.In this case, by controlling the polishing load for each polishing head in particular, the difference in cutting distribution of the wafer W between the plurality of polishing heads 30 is controlled, and the rotational speed is controlled for each polishing head, The cutting-off of the wafer W can be controlled.
이때, 도 3과 같은 조정공정에서, 연마헤드마다의 절삭분포차 및 절삭차가 작아지도록, 각 연마헤드의 연마하중 및 회전속도를 개별로 조정할 수 있다.At this time, in the adjustment process as shown in Fig. 3, the polishing load and the rotation speed of each polishing head can be individually adjusted so that the cutting distribution difference and the cutting difference for each polishing head become small.
우선, 복수의 연마헤드를 쌓아 올린다(도 3의 (A)).First, a plurality of polishing heads are piled up (Fig. 3 (A)).
다음에, 전체 연마헤드에서 상기 압력(A)(외압), 압력(B)(내압), 및 회전속도를 동일한 수치로 설정한다(도 3의 (B)).Next, the pressure A (external pressure), the pressure B (internal pressure), and the rotational speed are set to the same numerical value in the entire polishing head (FIG.
다음에, 전체 연마헤드에서 웨이퍼를 연마한다(도 3의 (C)). 이때, 상기와 같이, 모든 연마헤드에서 압력(A) 및 압력(B), 즉, 연마하중은 동일하게 되어 있다.Next, the wafer is polished in the entire polishing head (Fig. 3 (C)). At this time, as described above, the pressure (A) and the pressure (B), i.e., the polishing load, are the same in all the polishing heads.
다음에, 연마한 웨이퍼의 절삭분포를 산출한다(도 3의 (D)). 절삭분포는, 연마가공 전후의 웨이퍼의 표면의 평탄도를 평탄도측정기 등으로 측정함으로써 산출할 수 있다.Next, the cutting distribution of the polished wafer is calculated (Fig. 3 (D)). The cutting distribution can be calculated by measuring the flatness of the surface of the wafer before and after polishing by a flatness measuring device or the like.
다음에, 절삭분포에 기초하여 각 연마헤드의 외압과 내압을 조정한다(도 3의 (E)). 보다 구체적으로는, 각 연마헤드에 있어서 연마된 웨이퍼의 절삭의 프로파일을 각각 계산하고, 절삭프로파일이 절삭변위량의 제로선(기준선)으로부터 멀어진 양에 따라, 외압과 내압의 차를 각 연마헤드에서 변경한다. 절삭변위량의 제로선으로는, 예를 들어, 웨이퍼의 중심부의 절삭량을 제로선(기준선)으로 하여 이용할 수 있다.Next, the external pressure and the internal pressure of each polishing head are adjusted based on the cutting distribution (Fig. 3 (E)). More specifically, the cutting profile of the polished wafer in each polishing head is calculated, and the difference between the external pressure and the internal pressure is changed in each polishing head according to the amount of the cutting profile away from the zero line (baseline) of the cutting displacement amount do. As the zero line of the amount of displacement, for example, the amount of cutting at the center of the wafer can be used as a zero line (reference line).
다음에, 외압과 내압의 조정 후의 전체 연마헤드에서 웨이퍼를 연마한다(도 3의 (F)).Next, the wafer is polished in the entire polishing head after adjusting the external pressure and the internal pressure (Fig. 3 (F)).
다음에, 각 연마한 웨이퍼의 절삭분포를 산출하고, 절삭변위량이 제로에 가까워지면 각 연마헤드에 있어서의 내압과 외압의 조정을 종료한다(도 3의 (G)). 절삭변위량이 큰 경우에는, 절삭변위량이 충분히 작아질 때까지, 상기와 같이 내압과 외압의 조정을 행한다. 이상과 같이 하여, 절삭변위량이 제로에 근접한 연마하중을 각 연마헤드에 있어서 선별한다.Next, the cutting distribution of each polished wafer is calculated. When the amount of cutting displacement becomes close to zero, the adjustment of the internal pressure and the external pressure in each polishing head is completed (Fig. 3 (G)). In the case where the amount of displacement of the cutting is large, the internal pressure and the external pressure are adjusted as described above until the amount of cutting displacement becomes sufficiently small. As described above, a polishing load whose cutting displacement amount is close to zero is selected in each polishing head.
다음에, 선별한 연마하중에 있어서의 절삭을 각 연마헤드에서 확인하고, 연마헤드간에서 절삭의 차가 있으면, 연마헤드의 회전속도를 조정한다(도 3의 (H)). 예를 들어, 절삭이 적은 연마헤드의 회전속도를 보다 크게 설정하여 절삭을 보다 크게 해서, 절삭차를 보다 작게 하면 된다.Next, the cutting in the selected polishing load is checked by each polishing head, and if there is a difference in cutting between the polishing heads, the rotation speed of the polishing head is adjusted (FIG. 3 (H)). For example, the rotation speed of the polishing head having a small amount of cutting may be set to be larger to make the cutting larger, so that the cutting amount can be made smaller.
다음에, 회전속도의 조정 후의 전체 연마헤드에서 웨이퍼를 연마한다(도 3의 (I)).Next, the wafer is polished in the entire polishing head after the rotation speed is adjusted ((I) of Fig. 3).
다음에, 연마 후의 웨이퍼의 절삭분포차와 절삭차를 계산하고, 이들 모두가 충분히 작아지면, 각 연마헤드의 연마하중 및 회전속도의 조정을 종료한다(도 3의 (J)).Next, the difference in cutting distribution of the wafer after polishing and the difference in cutting are calculated. When all of them are sufficiently small, the adjustment of the polishing load and the rotating speed of each polishing head is completed (FIG. 3 (J)).
이상과 같이 하여, 각 연마헤드의 연마하중 및 회전속도를 조정한 후에, 본 연마를 실시함으로써, 절삭분포차 및 절삭차를 줄일 수 있다.As described above, by performing the main polishing after adjusting the polishing load and the rotational speed of each polishing head, it is possible to reduce the cutting distribution difference and the cutting difference.
[실시예][Example]
이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples of the present invention, but the present invention is not limited to these examples.
(실시예)(Example)
도 1에 나타낸 바와 같은, 2개의 연마헤드(30a, 30b)를 갖고, 연마헤드마다 개별로 압력제어기구와 회전제어기구를 갖는 연마장치(1)를 이용하여 실리콘웨이퍼의 연마를 행하였다. 이러한 연마장치는, 후지코시기계공업주식회사제의 편면연마기의 각 연마헤드에 압력제어기구와 회전제어기구를 장착한 것으로 하였다.The polishing of the silicon wafer was carried out using the
실리콘웨이퍼의 연마는 이하와 같이 행하였다. 우선, 도 3에 나타낸 조정공정에 따라서, 2개의 연마헤드(30a, 30b)의 연마하중 및 회전속도를, 연마헤드(30a, 30b)간의 웨이퍼의 절삭분포차와 절삭차가 작아지는 값으로 설정하였다. 그 결과, 연마헤드(30a)의 내압과 외압의 압력차를 7.5kPa, 회전속도를 33rpm으로 조정하였다. 또한, 연마헤드(30b)의 내압과 외압의 압력차를 5.2kPa, 회전속도를 38rpm으로 조정하였다.The polishing of the silicon wafer was carried out as follows. 3, the polishing load and the rotational speed of the two polishing heads 30a and 30b are set to a value at which the difference between the cutting distribution of the wafer between the polishing heads 30a and 30b and the cutting difference becomes small . As a result, the pressure difference between the internal pressure of the polishing head 30a and the external pressure was adjusted to 7.5 kPa and the rotational speed to 33 rpm. The pressure difference between the internal pressure of the polishing head 30b and the external pressure was adjusted to 5.2 kPa and the rotational speed to 38 rpm.
연마하중의 조정 전(즉, 모든 연마헤드에서 연마하중(내압과 외압의 압력차가 15kPa) 및 회전속도(30rpm)가 동일한 값)의 각 연마헤드의 절삭분포를 도 4에 나타낸다. 또한, 조정공정에 있어서 최종적으로 측정한 조정종료 후의 각 연마헤드의 절삭분포를 도 5에 나타낸다. 한편, 도 4, 5 및 하기의 도 7의 「절삭변위량」이란, 웨이퍼의 중심의 절삭량을 제로선(기준선)으로 한 경우의, 이 기준선으로부터의 변위량을 나타낸다. 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 연마헤드간의 절삭분포의 차를 거의 제로로 할 수 있다.Fig. 4 shows the cutting distribution of each polishing head before the polishing load was adjusted (i.e., the polishing load (the pressure difference between the internal pressure and the external pressure is 15 kPa) and the rotational speed (30 rpm) in all the polishing heads). Fig. 5 shows the cutting distribution of each of the polishing heads after the end of the adjustment, which is finally measured in the adjusting step. 4, 5, and 7 in Fig. 7 refers to the amount of displacement from the reference line when the cutting amount at the center of the wafer is taken as zero line (reference line). As can be seen from Fig. 5, the difference in the cutting distribution between the polishing heads can be made almost zero.
또한, 연마하중 및 회전속도의 조정 전후의 각 연마헤드에 있어서의 연마레이트를 도 6에 나타낸다. 실시예에서는 연마하중 및 회전속도의 조정 후, 연마레이트가 각 연마헤드에서 거의 동일해져, 연마헤드간에서 절삭차를 없앨 수 있었다.Fig. 6 shows the polishing rates of the respective polishing heads before and after the adjustment of the polishing load and the rotational speed. In the embodiment, after the polishing load and the rotation speed were adjusted, the polishing rate became almost the same in each polishing head, and the cutting disc could be eliminated between the polishing heads.
연마하중 및 회전속도의 조정 후, 본 연마를 행하였다. 본 연마의 연마가공조건은 하기와 같다.After the adjustment of the polishing load and the rotational speed, the main polishing was carried out. The polishing conditions for this polishing are as follows.
[연마가공조건][Polishing condition]
가공웨이퍼: 직경 300mm P-품<100>Processed wafer: Diameter 300mm P - Product <100>
연마포: 2차 연마클로스 부직포Abrasive cloth: second abrasive cloth nonwoven fabric
연마제: KOH베이스 콜로이달실리카Abrasive: KOH base colloidal silica
연마헤드수: 2Number of polishing heads: 2
연마웨이퍼매수: 각 헤드 10매 가공Number of polishing wafers: 10 heads for each head
또한, 본 연마 후의 실리콘웨이퍼의 ΔSFQR(max), ΔESFQR(max), 및 절삭을 측정하였다. 한편, 측정장치로는, KLA-Tencor사제 플랫네스측정기 WaferSight2를 이용하였다.Further,? SFQR (max),? ESFQR (max) and cutting of the silicon wafer after the present polishing were measured. On the other hand, a flatness measuring
(비교예)(Comparative Example)
도 12와 같은, 연마헤드마다 개별로 압력제어기구와 회전제어기구를 갖고 있지 않으며, 전체 연마헤드를 공통의 연마하중 및 회전속도로 하여 연마를 행하는 종래의 연마장치를 이용해서, 실시예와 동일하게 실리콘웨이퍼의 연마를 행하였다.12, the same polishing apparatus as in the embodiment is used, except that each of the polishing heads does not have a pressure control mechanism and a rotation control mechanism for each polishing head and polishes the entire polishing head with a common polishing load and rotational speed The silicon wafer was polished.
비교예에 있어서는, 2개의 연마헤드(130a, 130b)간의 웨이퍼의 절삭분포차와 절삭차가 작아지도록, 2개의 연마헤드에서, 모두, 내압과 외압의 압력차를 5kPa로 조정하였다. 한편, 이때의 연마헤드의 회전속도는 어느 연마헤드에서나 공통의 30rpm으로 하였다. 이때의 각 연마헤드의 절삭분포를 도 7에, 절삭을 도 8에 나타낸다. 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예만큼 절삭분포차를 줄일 수 없고, 또한, 도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 절삭차는 실시예보다 커졌다.In the comparative example, the pressure difference between the internal pressure and the external pressure was adjusted to 5 kPa in all of the two polishing heads so that the difference in cutting distribution between the two polishing heads 130a and 130b and the cutting difference was small. On the other hand, the rotation speed of the polishing head at this time was 30 rpm which is common to all the polishing heads. The cutting distribution of each polishing head at this time is shown in Fig. 7, and the cutting is shown in Fig. As can be seen from Fig. 7, the cutting distribution difference can not be reduced by the embodiment, and as can be seen from Fig. 8, the cutting height is larger than that of the embodiment.
다음에, 실시예와 마찬가지로 실리콘웨이퍼의 본 연마, 및 본 연마 후의 실리콘웨이퍼의 ΔSFQR(max), ΔESFQR(max), 및 절삭의 측정을 행하였다. 비교예의 본 연마에서는, 2개의 연마헤드 모두, 내압과 외압의 압력차를 5kPa, 회전속도를 30rpm으로 하였다.Next, the main polishing of the silicon wafer and the silicon wafer after main polishing were carried out in the same manner as in the examples, and the measurements of? SFQR (max),? ESFQR (max) and cutting were carried out. In the main polishing of the comparative example, the pressure difference between the internal pressure and the external pressure was 5 kPa and the rotational speed was 30 rpm in both of the two polishing heads.
상기 실시예, 비교예의 ΔSFQR(max), ΔESFQR(max), 및 절삭의 측정결과를, 각각, 도 9, 10, 11에 나타낸다.9, 10 and 11 show ΔSFQR (max), ΔESFQR (max), and measurement results of cutting in the above-mentioned Examples and Comparative Examples, respectively.
실시예에서는, 비교예에 비해, ΔSFQR(max), ΔESFQR(max), 및 절삭의 격차가 작고, 이 점에서, 연마헤드마다 연마하중 및 회전속도를 제어함으로써, 연마헤드간의 웨이퍼의 절삭분포차 및 절삭차를 줄일 수 있는 것이 확인되었다.In the embodiment, the difference in cutting is small and the polishing load and the rotation speed are controlled for each polishing head in comparison with the comparative example, so that the difference in cutting distribution of the wafer between the polishing heads And the cutting tool can be reduced.
한편, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이며, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 동일한 작용효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.On the other hand, the present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiments are illustrative, and any of those having substantially the same structure as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibiting the same operational effects are included in the technical scope of the present invention.
Claims (4)
상기 복수의 연마헤드가, 연마헤드마다 각각 개별로, 상기 연마헤드의 연마하중을 제어하는 압력제어기구와 상기 연마헤드의 회전속도를 제어하는 회전제어기구를 갖는 것인 것을 특징으로 하는,
연마장치.
A plurality of polishing heads rotatable while holding the wafer and capable of abutting against the polishing cloth while applying a polishing load to the wafer, wherein the polishing head is rotated And polishing the wafer held by the polishing head against the polishing cloth,
Characterized in that the plurality of polishing heads each have a pressure control mechanism for controlling the polishing load of the polishing head and a rotation control mechanism for controlling the rotation speed of the polishing head individually for each polishing head,
Abrasive device.
상기 연마헤드가, 상기 웨이퍼의 이면을 유지하는 백패드, 및, 상기 웨이퍼의 측면을 유지하는 원환상의 리테이너가이드를 갖는 것이며,
상기 압력제어기구가, 상기 연마하중으로서, 상기 연마헤드에 유지된 상기 웨이퍼와 상기 연마포의 접촉압과, 상기 리테이너가이드와 상기 연마포의 접촉압을 제어하는 것인 것을 특징으로 하는,
연마장치.
The method according to claim 1,
Wherein the polishing head has a back pad holding a back surface of the wafer and an annular retainer guide holding a side surface of the wafer,
Wherein the pressure control mechanism controls the contact pressure between the wafer and the polishing cloth held by the polishing head and the contact pressure between the retainer guide and the polishing cloth as the polishing load.
Abrasive device.
연마헤드마다 마련된 상기 압력제어기구 및 상기 회전제어기구에 의해, 상기 복수의 연마헤드의 상기 연마하중 및 상기 회전속도를, 연마헤드마다 각각 개별로 제어하여 상기 웨이퍼의 연마를 행하는 것을 특징으로 하는,
웨이퍼의 연마방법.
A polishing method for a wafer using the polishing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Characterized in that the polishing pressure is controlled by the pressure control mechanism and the rotation control mechanism provided for each polishing head so that the polishing load and the rotational speed of each of the plurality of polishing heads are individually controlled for each polishing head to polish the wafer.
A method of polishing a wafer.
상기 연마헤드마다 상기 연마하중을 제어함으로써, 상기 복수의 연마헤드간의 상기 웨이퍼의 절삭분포차를 제어하고, 상기 연마헤드마다 상기 회전속도를 제어함으로써, 상기 복수의 연마헤드간의 상기 웨이퍼의 절삭차를 제어하는 것을 특징으로 하는,
웨이퍼의 연마방법.
The method of claim 3,
And controlling the polishing speed of each of the plurality of polishing heads by controlling the polishing load for each of the polishing heads to control a cutting distribution difference of the wafer between the plurality of polishing heads, And said control means
A method of polishing a wafer.
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