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技術 研磨装置

出願人 株式会社ディスコ
発明者 若林洋平
出願日 2016年4月12日 (4年6ヶ月経過) 出願番号 2016-079414
公開日 2017年10月19日 (3年0ヶ月経過) 公開番号 2017-189831
状態 拒絶査定
技術分野 研削盤の構成部分、駆動、検出、制御 研削機械のドレッシング及び付属装置
主要キーワード ドレス機構 スラリー供給源 加算時間 装置ベース 円形板状 吸引パッド 水平支持 荷重測定
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (6)

課題

研磨加工の時間を短縮するとともに、ウエーハを均一な厚みに研磨できるようにする。

解決手段

研磨装置1は、ウエーハWを搬送する搬送手段40と搬送手段40に接続される算出手段50と研磨手段20及び研磨送り手段30を制御可能な制御手段60とを備え、さらに、ウエーハWの研磨量を示す重量と所定の研磨量を研磨するために要する研磨時間との相関関係を示す相関データ62を記憶する記憶部61を備え、制御手段60が、相関データ62を参照し、加算時間を加えて初期設定した研磨時間を延長させることにより、あらかじめ設定した所定の研磨量と一致させて研磨を行えるため、研磨パッド26が摩耗していてもウエーハWを均一な厚みに研磨することができ、相関データ62における加算時間以上の研磨時間が必要となっている場合に研磨パッド26のドレスを行えばよいため、ドレスの回数を最小限に抑えて研磨加工の時間を短縮できる。

概要

背景

ウエーハなどの被加工物研磨して優れた平坦性を表面に形成するために、例えば、チャックテーブルでウエーハを保持して、ウエーハと研磨パッドとの間にスラリーを供給しながらウエーハを研磨するCMP(Chemical Mechanical Polishing)と呼ばれる化学的機械的研磨を行うことができる研磨装置が用いられている。かかる研磨装置においては、ウエーハを研磨するごとに単位時間当たりの研磨量が低下するため、研磨パッドを定期的にドレスして一定時間でウエーハを研磨できる研磨能力を維持している(例えば、下記の特許文献1を参照)

概要

研磨加工の時間を短縮するとともに、ウエーハを均一な厚みに研磨できるようにする。研磨装置1は、ウエーハWを搬送する搬送手段40と搬送手段40に接続される算出手段50と研磨手段20及び研磨送り手段30を制御可能な制御手段60とを備え、さらに、ウエーハWの研磨量を示す重量と所定の研磨量を研磨するために要する研磨時間との相関関係を示す相関データ62を記憶する記憶部61を備え、制御手段60が、相関データ62を参照し、加算時間を加えて初期設定した研磨時間を延長させることにより、あらかじめ設定した所定の研磨量と一致させて研磨を行えるため、研磨パッド26が摩耗していてもウエーハWを均一な厚みに研磨することができ、相関データ62における加算時間以上の研磨時間が必要となっている場合に研磨パッド26のドレスを行えばよいため、ドレスの回数を最小限に抑えて研磨加工の時間を短縮できる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルで保持したウエーハを研磨する研磨手段と、ウエーハを搬送する搬送手段と、該搬送手段に接続される算出手段と、該研磨手段を制御可能な制御手段とを備える研磨装置であって、さらに、ウエーハの研磨量に相当する重量と所定の研磨量を研磨するために要する研磨時間との相関関係を示す相関データを記憶する記憶部を備え、該搬送手段は、ウエーハを保持する保持部と、該保持部を支持するアームと、該保持部が保持したウエーハを搬送する搬送駆動部と、該ウエーハを保持した保持部の重量を測定する重量測定部と、を備え、該保持部は、吸引源に連通する吸引パッドを先端に備えるシャフトと、該シャフトの延在方向に直交するツバ部と、を備え、該アームは、該シャフトが昇降可能に挿通される開口を有し、該重量測定部は、該ツバ部と該アームとの間に介在し、該算出手段は、該重量測定部により測定された研磨前のウエーハを保持した該保持部の重量と研磨後のウエーハを保持した該保持部の重量との差となる第1の重量差を算出する第1の算出部と、あらかじめ設定した研磨量を示す重量と該第1の重量差との差となる第2の重量差を算出する第2の算出部と、を備え、該制御手段は、該相関データを参照して該第2の算出部が算出した該第2の重量差に応じて加算する加算時間を設定し、初期に設定した研磨時間に該加算時間を加算して次のウエーハを研磨する研磨装置。

技術分野

0001

本発明は、ウエーハ研磨加工する研磨装置に関する。

背景技術

0002

ウエーハなどの被加工物研磨して優れた平坦性を表面に形成するために、例えば、チャックテーブルでウエーハを保持して、ウエーハと研磨パッドとの間にスラリーを供給しながらウエーハを研磨するCMP(Chemical Mechanical Polishing)と呼ばれる化学的機械的研磨を行うことができる研磨装置が用いられている。かかる研磨装置においては、ウエーハを研磨するごとに単位時間当たりの研磨量が低下するため、研磨パッドを定期的にドレスして一定時間でウエーハを研磨できる研磨能力を維持している(例えば、下記の特許文献1を参照)

先行技術

0003

特開2015−188975号公報

発明が解決しようとする課題

0004

上記のような研磨装置を用いて複数のウエーハを連続的に研磨加工する場合、チャックテーブルにウエーハを搬送する間のタイミングで研磨パッドをドレスしているが、ウエーハを搬送する時間よりドレス時間の方が長くなり、研磨パッドのドレスが終了するのを待ってから研磨加工しており、研磨加工に時間かかるという問題がある。また、ドレス直後とドレス前とではウエーハの研磨量に差が発生してしまい、均一な厚みにウエーハを研磨することができないという問題もある。

0005

本発明は、上記の事情かんがみてなされたものであり、研磨加工の時間を短縮するとともに、ウエーハを均一な厚みに研磨できるようにすることを目的としている。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルで保持したウエーハを研磨する研磨手段と、ウエーハを搬送する搬送手段と、該搬送手段に接続される算出手段と、該研磨手段を制御可能な制御手段とを備える研磨装置であって、さらに、ウエーハの研磨量に相当する重量と所定の研磨量を研磨するために要する研磨時間との相関関係を示す相関データを記憶する記憶部を備え、該搬送手段は、ウエーハを保持する保持部と、該保持部を支持するアームと、該保持部が保持したウエーハを搬送する搬送駆動部と、該ウエーハを保持した保持部の重量を測定する重量測定部と、を備え、該保持部は、吸引源に連通する吸引パッドを先端に備えるシャフトと、該シャフトの延在方向に直交するツバ部と、を備え、該アームは、該シャフトが昇降可能に挿通される開口を有し、該重量測定部は、該ツバ部と該アームとの間に介在し、該算出手段は、該重量測定部により測定された研磨前のウエーハを保持した該保持部の重量と研磨後のウエーハを保持した該保持部の重量との差となる第1の重量差を算出する第1の算出部と、あらかじめ設定した研磨量を示す重量と該第1の重量差との差となる第2の重量差を算出する第2の算出部と、を備え、該制御手段は、該相関データを参照して該第2の算出部が算出した該第2の重量差に応じて加算する加算時間を設定し、初期に設定した研磨時間に該加算時間を加算して次のウエーハを研磨する。

発明の効果

0007

本発明にかかる研磨装置は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルで保持したウエーハを研磨する研磨手段と、ウエーハを搬送する搬送手段と、搬送手段に接続される算出手段と、研磨手段を制御可能な制御手段とを備え、さらに、ウエーハの研磨量に相当する重量と所定の研磨量を研磨するために要する研磨時間との相関関係を示す相関データを記憶する記憶部を備え、搬送手段は、ウエーハを保持する保持部と、保持部を支持するアームと、保持部が保持したウエーハを搬送する搬送駆動部と、ウエーハを保持した保持部の重量を測定する重量測定部を備え、保持部は、吸引源に連通する吸引パッドを先端に備えるシャフトと、シャフトの延在方向に直交するツバ部と、を備え、アームは、シャフトが昇降可能に挿通される開口を有し、重量測定部は、ツバ部とアームとの間に介在し、算出手段は、重量測定部により測定された研磨前のウエーハを保持した保持部の重量と研磨後のウエーハを保持した保持部の重量との差となる第1の重量差を算出する第1の算出部と、あらかじめ設定した研磨量を示す重量と第1の重量差との差となる第2の重量差を算出する第2の算出部とを備え、制御手段は、データシートを参照して第2の算出部が算出した第2の重量差に応じて加算する加算時間を設定し、初期に設定した研磨時間に加算時間を加算して次のウエーハを研磨する構成としたため、制御手段が相関データを参照し、所定の研磨時間に加算時間を加えて研磨時間を延長させることにより、実際の研磨量をあらかじめ設定した所定の研磨量と一致させて研磨を行えるため、たとえ複数のウエーハを研磨することで例えば研磨パッドが摩耗していても、ウエーハを均一な厚みに研磨することができる。そして、相関データにおける加算時間以上の研磨時間が必要となっている場合にのみ研磨パッドのドレスを行えばよいため、ドレスの回数を最小限に抑えて、連続してウエーハを研磨することが可能となり、研磨加工の時間を短縮することができる。

図面の簡単な説明

0008

研磨装置の一例の構成を示す斜視図である。
(a)は、保持部及び重量測定部が装着される前の搬送手段の構成を示す分解斜視図である。(b)は、保持部及び重量測定部が装着された状態の搬送手段の構成を示す斜視図である。
相関データの例を示すグラフである。
搬送手段で研磨前のウエーハを保持した状態を示す一部拡大断面図である。
搬送手段で研磨後のウエーハを保持した状態を示す一部拡大断面図である。

実施例

0009

研磨装置1は、CMPによりウエーハWを研磨する研磨装置の一例である。研磨装置1は、Y軸方向に延在する装置ベース2を有している。装置ベース2の上には、ウエーハWを保持するチャックテーブル10を備えている。チャックテーブル10の上面は、ウエーハWを吸引保持する保持面10aとなっており、保持面10aには、吸引源が接続されている。チャックテーブル10は、移動基台11によってY軸方向に往復移動可能となっている。

0010

装置ベース2のY軸方向後部には、コラム3が立設されている。コラム3の前方においてチャックテーブル10が保持するウエーハWを研磨する研磨手段20と、チャックテーブル10が保持するウエーハWに対して接近及び離間する方向(Z軸方向)に研磨手段20を研磨送りする研磨送り手段30とを備える。

0011

研磨手段20は、Z軸方向の軸心を有するスピンドル21と、スピンドル21を回転可能に囲繞して支持するスピンドルハウジング22と、スピンドルハウジング22を保持するホルダ23と、スピンドル21の一端に接続されたモータ24と、スピンドル21の下端マウント25を介して着脱可能に装着された研磨パッド26とを備える。研磨手段20は、モータ24が研磨パッド26を所定の回転速度で回転させることができる。研磨パッド26は、例えばウレタンや不織布により形成されている。研磨手段20には、研磨パッド26とチャックテーブル10が保持するウエーハWとの間にスラリーを供給するスラリー供給源200が接続されている。

0012

研磨送り手段30は、コラム3に固定された固定部31と、Z軸方向に延在するボールネジ32と、ボールネジ32の一端に接続されたモータ33と、ボールネジ32と平行に延在する一対のガイドレール34と、一方の面が研磨手段20に連結された昇降板35とを備える。昇降板35の他方の面には一対のガイドレール34が摺接し、昇降板35の中央部に形成されたナットにはボールネジ32が螺合している。モータ33がボールネジ32を駆動することにより、一対のガイドレール34に沿って昇降板35とともに研磨手段20をZ軸方向に研磨送りすることができる。

0013

装置ベース2のY軸方向前部には、ウエーハWを収容するためのカセット5が配設されるステージ4a,4bが隣接して配設されている。ステージ4a,4bに配設されたカセット5(ステージ4b側にのみカセット5が図示)に対面する位置に、ウエーハWを所望の位置に搬送する搬送手段40を備える。搬送手段40の可動範囲には、研磨前のウエーハWを仮置きするための仮置きテーブル6と、研磨後のウエーハWを洗浄する洗浄手段9とが配設されている。洗浄手段9は、回転可能なスピンナーテーブル90を備える。仮置きテーブル6の近傍には、チャックテーブル10の保持面10aに研削前のウエーハWを搬入する搬入手段7が配設され、洗浄手段9の近傍には、チャックテーブル10の保持面10aから研磨後のウエーハWを搬出する搬出手段8が配設されている。

0014

搬送手段40は、ウエーハWを保持する保持部41と、保持部41を支持するアーム415と、保持部41が保持したウエーハWを搬送する搬送駆動部44と、保持部41が保持するウエーハWの重量を測定する重量測定部45とを備える。図2(a)に示す搬送手段40は、保持部41および重量測定部45が装着される前の状態を示している。保持部41は、吸引源46に連通する吸引パッド412を先端に備えるシャフト411とシャフト411の延在方向(Z軸方向)に直交するツバ部413とを備える。シャフト411は、アーム415に形成された開口43に昇降可能に挿通される。

0015

アーム415には、搬送駆動部44が接続されている。搬送駆動部44は、支持台440と、支持台440に対して上下動及び回転可能に配設され屈曲可能な連結部441,442と、連結部442の一端に配設された水平支持部443とを備えている。水平支持部443によって、アーム415が水平に支持されている。そして、搬送駆動部44は、連結部441,442の動きによって、アーム415をX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向に移動させることができる。

0016

シャフト411の上端面は、ツバ部413が固定される固定面411aとなっている。また、シャフト411の中央部には、吸引パッド412に連通する吸引路42が形成されている。ツバ部413には、吸引路42に接続される接続管414が配設されている。そして、固定面411aにツバ部413を固定した際に、接続管414に接続された吸引路42を通じて吸引パッド412と吸引源46とを連通させ吸引力を吸引パッド412に作用させてウエーハWを吸引することができる。

0017

重量測定部45は、例えば、リング状に形成されており、ツバ部413と接触するようにして上面415aにおける開口43の周囲に載置される。重量測定部45は、例えば、圧電方式荷重測定に利用される圧電素子を備えている。この圧電素子は、吸引パッド412でウエーハWを吸着したことにより保持部41及びウエーハWの重量による圧力を受けると、その圧力に応じた電圧を発生することができ、かかる電圧値に基づきウエーハWを保持した状態の保持部41の重量を測定することができる。なお、ツバ部413は、重量測定部45の全面に均一な荷重を加えるために、その外径が、重量測定部45と同径に形成されているか、または、重量測定部45よりも大径に形成されている。

0018

シャフト411、ツバ部413及び重量測定部45をアーム415の先端側に装着する場合は、シャフト411を下方から開口43に挿入し、固定面411aをアーム415の上面415aから突出させ、この状態のシャフト411の外周側に重量測定部45を通す。続いて、ツバ部413をシャフト411の固定面411aに固定して、ツバ部413を重量測定部45に接触させるとともに、吸引パッド412をアーム415の下面415b側から下方に突出させる。その結果、図2(b)に示すように、保持部41と重量測定部45とが一体となって装着された状態の搬送手段40が構成される。

0019

図1に示すように、研磨装置1は、搬送手段40に接続される算出手段50と、研磨手段20及び研磨送り手段30を制御可能な制御手段60とを備え、さらに、ウエーハWの研磨量に相当する重量と所定の研磨量を研磨するために要する研磨時間との相関関係を示す相関データを記憶する記憶部61を備える。算出手段50は、重量測定部45により、研磨前のウエーハWの重量と研磨後のウエーハWの重量との差となる第1の重量差を算出する第1の算出部51と、あらかじめ設定した研磨量を示す重量と第1の重量差との差となる第2の重量差を算出する第2の算出部52とを備える。

0020

制御手段60は、算出手段50、研磨手段20及び研磨送り手段30に接続されている。制御手段60は、CPUとメモリ等の記億素子とを備える。ウエーハWの研磨量に相当する重量とは、研磨パッド26でウエーハWを研磨したことにより除去された部分の重量、すなわち、研磨によって減少した重量である。

0021

ここで、記憶部61に記憶されている相関データは、新品の研磨パッド26を用いて実験用のウエーハWを研磨し、その研磨量とその研磨量だけ研磨するのに要した時間とを対応付けたデータであり、例えば図3に示す相関データ62のように、研磨により除去した重量と、その重量分の除去に要した時間とを対応付けたものである。相関データ62には、所定の研磨量ごとに、各研磨量に対応する研磨時間が、研磨装置1にあらかじめ初期設定した研磨時間に加算すべき加算時間として設定されている。例えば、相関データ62においては、ウエーハWの研磨量を示す重量を10g、20g、30g、40g……とした場合、これらの重量を研磨するのに必要な加算時間は、2分、4分、6分、8分……となっている。このように構成される制御手段60では、相関データ62を参照して、第2の算出部52が算出した第2の重量差に応じて加算する加算時間を設定し、あらかじめ初期設定した研磨時間に該加算時間を加算して次のウエーハWを研磨するように研磨手段20及び研磨送り手段30を制御する。一方、制御手段60が相関データ62を参照しても、第2の算出部52が算出した第2の重量差に対応する加算時間がなく、加算時間以上の時間が必要となる場合には、次のウエーハWを研磨せずに、研磨パッド26のドレスを行うように研磨手段20及び研磨送り手段30を制御する。なお、本実施形態では、図示していないが、例えばチャックテーブル10の近傍の位置に研磨パッド26をドレスするドレス機構が配設されている。

0022

次に、研磨装置1の動作例について説明する。ウエーハWは、円形板状の被加工物の一例であって、特に材質などが限定されるものではない。なお、研磨装置1には、ウエーハWを所望の厚みに研磨するための所定の研磨量を制御手段60にあらかじめ設定しておく。また、かかる所定の研磨量を研磨するために必要な研磨時間を初期設定として制御手段60にあらかじめ設定しておく。

0023

まず、搬送手段40によって、カセット5からウエーハWを取り出し、重量測定部45によって研磨前のウエーハWの重量を測定する。具体的には、搬送駆動部44によって、図2(b)に示したアーム415をY軸方向に移動させることにより、保持部41をカセット5の内部に進入させるとともに、保持部41をZ軸方向に下降させることにより、図4に示すように、吸引パッド412をウエーハWに接触するまで下降させる。そして、吸引源46の吸引力を、吸引路42を通じて吸引パッド412に作用させてウエーハWを吸引保持し、カセット5から保持部41を退避させる。

0024

吸引パッド412で研磨前のウエーハWを吸引保持し、カセット5から保持部41を退避させると、保持部41及びウエーハWの重量により重量測定部45がツバ部413によって下方側に向けて押されるため、この圧力を受けた圧電素子が電圧を発生させて、ウエーハWを保持した保持部41の重量を測定することができる。こうして、研磨前の厚みt1を有するウエーハWを保持した保持部41の重量を測定したら、重量測定部45が測定結果図1に示した第1の算出部51に送る。その後、保持部41は、仮置きテーブル6にウエーハWを仮置きする。

0025

搬入手段7は、仮置きテーブル6からチャックテーブル10にウエーハWを搬入する。続いて、チャックテーブル10は、吸引源の吸引力によって保持面10aでウエーハWを吸引保持する。そして、チャックテーブル10は、移動基台11とともにY軸方向に移動して研磨手段20の下方側に移動する。

0026

ウエーハWを保持したチャックテーブル10は、所定の回転速度で回転する。一方、研磨手段20は、スピンドル21によって研磨パッド26を所定の回転速度で回転させる。さらに、研磨送り手段30は、研磨パッド26をウエーハWに接近する方向に研磨送りする。これにより、下降しながら回転する研磨パッド26を回転するウエーハWの一方の面に接触させ、研磨パッド26とウエーハWとを相対的に摺動させる。このとき、スラリー供給源200から研磨パッド26とウエーハWとの間にスラリーを供給する。研磨手段20によって、初期設定した研磨時間だけウエーハWを研磨したら、研磨送り手段30により研磨手段20を上昇させ、研磨加工を終了する。その後、搬出手段8によってチャックテーブル10から研磨後のウエーハWが洗浄手段9に搬送され洗浄される。

0027

洗浄手段9によるウエーハWの洗浄後、搬送手段40によって、洗浄手段9から洗浄済みのウエーハWを取り出すとともに、研磨後のウエーハWの重量を測定してからカセット5に収容する。具体的には、搬送駆動部44によって、図2(b)に示したアーム415をX軸方向及びY軸方向に移動させることにより、保持部41をスピンナーテーブル90の上方側に位置づけて、保持部41をZ軸方向に下降させることにより、図5に示すように、吸引パッド412をウエーハWに接触するまで下降させる。そして、吸引源46の吸引力を、吸引路42を通じて吸引パッド412に作用させて研磨後のウエーハWを吸引保持する。

0028

吸引パッド412で研磨後のウエーハWを吸引保持して保持部41が上昇し、ウエーハWが洗浄手段9のスピンナーテーブル90から離間すると、保持部41及び研磨後のウエーハWの重量により、重量測定部45がツバ部413によって下方側に向けて押されるため、この圧力を受けた圧電素子が電圧を発生させて、研磨後のウエーハWを保持した状態の保持部41の重量を測定することができる。研磨後のウエーハWは、研磨前の厚みt1よりも薄い厚みt2に薄化されているため、ここで測定された重量は、研磨前の重量よりも軽くなっている。この重量の減少分は、研磨により除去された部分の重量である。重量測定部45は、測定結果を図1に示した第1の算出部51に送る。

0029

算出手段50は、第1の算出部51において、研磨前のウエーハWを保持した保持部41の重量と、研磨後のウエーハWを保持した保持部41の重量との差となる第1の重量差を算出する。第1の重量差は、上記の厚みt1から厚みt2を引いた厚みに相当する重量である。第1の算出部51は、第1の重量差を算出したら、その値を第2の算出部52に送る。続いて、第2の算出部52において、制御手段60にあらかじめ設定した所定の研磨量を示す重量と第1の重量差との差を求めて、この差分の重量を第2の重量差として算出する。例えば、制御手段60にあらかじめ設定した所定の研磨量を示す重量が23gで、第1の算出部51が算出した第1の重量差が13gとなっている場合、所定の研磨量を示す重量(23g)から第1の重量差(13g)を減算することにより、第2の重量差は、10gであると算出することができる。第2の重量差は、研磨パッド26が摩耗することで、研磨により除去すべきであったのに残存してしまった部分の厚みに相当するウエーハWの重量である。

0030

次いで、制御手段60は、記憶部61に記憶された相関データ62を参照して、第2の重量差に応じて加算時間を設定して初期設定の研磨時間に加算する。例えば、研磨装置1に初期設定した研磨時間が5分の場合、相関データ62においては第2の重量差である重量(10g)に対応する加算時間が2分であるため、初期設定した研磨時間(5分)に加算時間(2分)を加算して、次のウエーハWを研磨する時間を7分に延長させる。これにより、次のウエーハWの研磨量を初期設定した所定の研磨量と一致させることでき、ウエーハWを均一の厚みにすることができる。

0031

一方、制御手段60が相関データ62を参照しても、第2の重量差に対応する加算時間が存在しない場合、すなわち、相関データ62に設定されている加算時間以上の研磨時間が必要となる場合は、ドレスが必要なほど研磨パッド26が異常摩耗しているものとして、次のウエーハWを研磨せずに、研磨パッド26のドレスを行うように研磨手段20及び研磨送り手段30を制御する。そして、研磨パッド26をドレスした後は、次のウエーハWに対する研磨を再開する。

0032

以上のとおり、本発明にかかる研磨装置1は、ウエーハWを搬送する搬送手段40と、搬送手段40に接続される算出手段50と、研磨手段20及び研磨送り手段30を制御可能な制御手段60とを備え、さらに、ウエーハWの研磨量を示す重量と所定の研磨量を研磨するために要する研磨時間との相関関係を示す相関データ62を記憶する記憶部61を備え、搬送手段40は、ウエーハWを吸引して保持する保持部41と、保持部41が保持したウエーハWを搬送する搬送駆動部44と、保持部41が保持するウエーハWの重量を測定する重量測定部45とを備え、算出手段50は、重量測定部45により、研磨前のウエーハWを保持した保持部41の重量と研磨後のウエーハWを保持した保持部41の重量との差となる第1の重量差を算出する第1の算出部51と、あらかじめ設定した研磨量を示す重量と第1の重量差との差となる第2の重量差を算出する第2の算出部52とを備え、制御手段60は、相関データ62を参照して第2の算出部52が算出した第2の重量差に応じて加算する加算時間を設定し、初期に設定した研磨時間に加算時間を加算して次のウエーハWを研磨する構成としたため、制御手段60が相関データ62を参照して、加算時間を加えて研磨時間を延長させることにより、あらかじめ設定した所定の研磨量と一致させて研磨を行えるため、たとえ複数のウエーハWを研磨することにより研磨パッド26が摩耗していても、ウエーハWを均一な厚みに研磨することができる。そして、相関データ62における加算時間以上の研磨時間が必要となっている場合にのみ、研磨パッド26のドレスを行えばよいため、ドレスの回数を最小限に抑えることができ、ウエーハWの研磨加工を効率よく行うことができる。

0033

上記の研磨装置1では、制御手段60が、相関データ62を参照して第2の重量差に応じて加算する加算時間を設定し、初期設定した研磨時間に加算時間を加算して次のウエーハWを研磨する構成としたが、相関データ62は、単位時間当たりの研磨量(研磨レート)が一定であることを前提としており、研磨時間の累積により研磨レートが低下する場合は、ウエーハWが所望の厚みに仕上がらないこともありうる。そこで、算出手段50では、かかる研磨レートの低下をも考慮して加算時間を求めてもよい。この場合は、例えば算出手段50によって第2の算出部52が算出した第2の重量差に応じて加算する加算時間を、例えばウエーハWを1枚研磨する毎に算出して加算時間を設定し、かかる加算時間を初期設定した研磨時間に加算して次のウエーハWの研磨時間を延長させる。具体的には、制御手段60にあらかじめ設定した所定の研磨量から第1の算出部51が算出した第1の重量差を減算して第2の重量差を求めるとともに、第1の重量差を初期設定した研磨時間で除算することにより研磨レートを求め、この研磨レートを相関データとして記憶部61に記憶させる。この相関データは、単位時間当たりの研磨量(研磨レート)が初期に設定される研磨時間の長短によっても変わるため一定ではないが、第2の重量差をその研磨レートで除算することにより、加算時間を求めることができる。研磨レートは、直近の研磨で除去された重量とその研磨に要した時間とに基づいて算出するため、ウエーハWを所望の厚みに仕上げることが可能となる。

0034

加算時間の第1の算出例を以下に示す。例えば、重量測定部45が測定した研磨前のウエーハWを保持した状態の保持部41の重量を500g、重量測定部45が測定した研磨後のウエーハWを保持した状態の保持部41の重量を400g、初期設定の研磨時間を100秒、所定の研磨量を150gとすると、第1の算出部51で研磨前のウエーハWを保持した状態の保持部41の重量(500g)から研磨後のウエーハWを保持した状態の保持部41の重量(400g)を減算することにより第1の重量差(100g)を算出し、第2の算出部52で所定の研磨量(150g)から第1の重量差(100g)を減算することにより第2の重量差(50g)を算出する。次いで、第1の重量差(100g)を初期設定した研磨時間(100秒)で除算することにより研磨レート(1g/秒)を求めて、第2の重量差(50g)を研磨レート(1g/秒)で除算することにより、加算時間が50秒であると求めることができる。このようにして、算出した加算時間(50秒)を初期設定の研磨時間(100秒)に加算して、次のウエーハWを研磨する時間を150秒に延長させる。この場合においても、次のウエーハWの研磨量を初期設定した所定の研磨量と一致させることでき、ウエーハWを均一の厚みにすることができる。

0035

加算時間の第2の算出例を以下に示す。例えば、重量測定部45が測定した研磨前のウエーハWを保持した保持部41の重量を500g、重量測定部45が測定した研磨後のウエーハWを保持した保持部41の重量を400g、初期設定の研磨時間を150秒、所定の研磨量を150gとすると、第1の算出例と同様に、第1の重量差(100g)と第2の重量差(50g)とを算出したら、第1の重量差(100g)を初期設定した研磨時間(150秒)で除算することにより研磨レート(0.67g/秒)を求めて、第2の重量差(50g)を研磨レート(0.67g/秒)で除算することにより、加算時間が75秒であると求めることができる。このようにして、算出した加算時間(75秒)を初期設定の研磨時間(150秒)に加算して、次のウエーハWを研磨する時間を225秒に延長させる。この場合においても、次のウエーハWの研磨量を初期設定した所定の研磨量と一致させることでき、ウエーハWを均一の厚みにすることができる。

0036

なお、本発明にかかる研磨装置1の構成は、一態様にすぎず、この構成に限定されるものではなく、例えば、ウエーハWに乾式の研磨加工(ドライポリッシュ)を施す研磨装置にも適用することができる。

0037

1:研磨装置2:装置ベース3:コラム4a,4b:ステージ5:カセット
6:仮置きテーブル 7:搬入手段 8:搬出手段 9:洗浄手段
90:スピンナーテーブル10:チャックテーブル10a:保持面 11:移動基台
20:研磨手段 200:スラリー供給源21:スピンドル
22:スピンドルハウジング23:ホルダ24:モータ25:マウント
26:研磨パッド30:研磨送り手段 31:固定部 32:ボールネジ
33:モータ 34:ガイドレール35:昇降板40:搬送手段 41:保持部
411:シャフト411a:固定面 412:吸引パッド413:ツバ部
414:接続管415:アーム415a:上面 415b:下面 42:吸引路
43:開口 44:搬送駆動部 440:支持台441,442:連結部
443:水平支持部 45:重量測定部 46:吸引源
50:算出手段 51:第1の算出部 52:第2の算出部
60:制御手段 61:記億部 62:相関データ

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