[go: up one dir, main page]

KR19980018533A - 연마되는 반도체 웨이퍼의 평도를 제어하는 방법 및 장치 - Google Patents

연마되는 반도체 웨이퍼의 평도를 제어하는 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR19980018533A
KR19980018533A KR1019970037975A KR19970037975A KR19980018533A KR 19980018533 A KR19980018533 A KR 19980018533A KR 1019970037975 A KR1019970037975 A KR 1019970037975A KR 19970037975 A KR19970037975 A KR 19970037975A KR 19980018533 A KR19980018533 A KR 19980018533A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pad
flatness
polishing pad
polishing
distance
Prior art date
Application number
KR1019970037975A
Other languages
English (en)
Inventor
안커 에이치 데사이
트로이 더블유 애드콕
마이클 에스 위스니스키
해롤드 이 쥬니어 홀
Original Assignee
헨넬리 헬렌 에프
엠이엠씨 일렉트로닉 머터리얼즈 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 헨넬리 헬렌 에프, 엠이엠씨 일렉트로닉 머터리얼즈 인코포레이티드 filed Critical 헨넬리 헬렌 에프
Publication of KR19980018533A publication Critical patent/KR19980018533A/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/017—Devices or means for dressing, cleaning or otherwise conditioning lapping tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/12—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G01B11/306—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces for measuring evenness
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 패드의 평도와 연마기의 연마 패드상에서 연마되는 물품의 표면의 평도를 유지하는데 사용하기 위해 패드의 직접적인 계측을 통해 일반적으로 원형인 연마 패드의 평도를 결정하는 장치에 관한 것이다. 상기 장치는, 계측 장치와, 연마 패드 부분을 따른 복수 위치에서 상기 연마 패드의 상부면과 기준면간의 거리를 계측할 수 있는 상기 계측 장치를 장착하는 프레임을 포함한다. 상기 장치는 상기 계측 장치를 제어하는 콘트롤러를 추가로 포함한다. 상기 콘트롤러는 상기 패드의 평도가 소정 내역의 한도를 벗어나는지의 여부를 지적하도록 구성된다.

Description

연마되는 반도체 웨이퍼의 평도를 제어하는 방법 및 장치
본 발명은 연마되는 반도체 웨이퍼의 평도(flatness)를 제어하는 것에 관한 것이다. 더 상세히는, 본 발명은 패드상에서 연마되는 반도체 웨이퍼의 표면의 평도를 유지하기 위해 연마 패드의 직접적인 계측을 통해 연마 패드의 평도를 결정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
종래의 반도체 웨이퍼 성형(shaping) 공정에서의 최종 단계는 반도체 웨이퍼의 일 표면상에 반사율이 높고 손상이 없으며 편평한 표면을 생성시키는 연마 단계이다. 반도체 웨이퍼는, 전자 빔-리소그래픽 또는 포토리소그래픽 방법에 의해 웨이퍼상에 회로를 인쇄하는 작업시에 특히 편평하게 연마되어야 한다. 1 마이크론 이하 정도로 얇을 수가 있는 라인들의 선명도를 유지하기 위해서는 회로가 인쇄된 웨이퍼 표면의 평도가 결정적이다.
반도체 웨이퍼의 연마는 회전 연마 패드가 웨이퍼에 맞닿아 연마 슬러리를 문지르는 기계화학적 방법에 의해 실시된다. 종래의 반도체 웨이퍼 연마기에서는, 웨이퍼의 표면이 연마 블록에 대해서 편평한 왁스와 결합한다. 그리고 나서, 상기 웨이퍼와 연마 블록은 연마 아암에 의한 힘을 갖고서 회전 연마 패드의 연마 표면(즉, 웨이퍼에 접촉하여 이 웨이퍼를 연마하는 패드의 상부면 영역 부위)에 맞닿아 유지된다. 상기 연마 아암은 패드가 웨이퍼 아래에서 회전함에 따라 요동 방식으로 상기 연마 패드를 가로질러 상기 웨이퍼를 이동시킬 수도 있다. 강성의 상기 연마 블록은 웨이퍼의 연마 표면이 실질적으로 나란한, 편평한 면이 되도록 연마에 의해 성형되는 것에 대한 기준면을 제공한다. 결과적으로, 웨이퍼의 대향 표면들이 서로에 대해서 나란하게 된다.
전형적으로 거칠거칠한 연마기 패드는 폴리우레탄 수지가 함유된 폴리에스테르 파이버로 제조된다. 패드 조직에는 웨이퍼 아래에 슬러리를 운반하도록 파이버의 수지와의 함침이후에도 충분하게 기공이 나있다. 패드는 패드가 환형의 모양을 갖도록 중앙 구멍을 가질 수도 있다. 슬러리는 전형적으로 콜로이드를 안정화시키는 첨가제와 함께 수용액의 초미립자의 콜로이달 분산으로 이루어진다. 슬러리의 화학적 반응성을 증가시켜 연마율을 증대시키도록, 또다른 첨가제를 사용할 수도 있다.
연마 패드는 편평하게 연마된 표면을 갖는 웨이퍼를 제조하도록 실질적으로 편평하게 유지되어야 한다. 하지만, 몇번의 연마 사이클 이후에는, 연마 패드상의 열과 압력으로 인해, 환형의 내부 및 외부 에지간의 패드의 중앙 환형 영역이 압축되어 상기 내부 및 외부 에지 여백보다 더 얇게 된다. 그리하여, 패드의 연마 표면의 단면 형상이 요면이 된다. 요면의 단면을 갖는 패드에 의해 연마된 웨이퍼는 편평하기 보다는 오히려 철면의 연마된 표면을 갖게 된다. 따라서, 연마 패드는 내부 및 외부 에지 여백을 닳게 하여(abrading) 패드의 내부 및 외부 에지 여백을 중앙 영역의 레벨로 낮추기 위해 재성형되어야 한다.
현재, 연마되는 반도체 웨이퍼의 평도를 제어하는 기술은 반도체 웨이퍼의 연마 이후에 상기 반도체 웨이퍼로부터 취해지는 계측에 의존한다. 그리고 나서, 연마 패드에는 상기 반도체 웨이퍼로부터 얻어진 계측 데이터에 기초하여 조정이 행해지는데, 그 이유는 상기 연마 패드의 평도가 연마되는 반도체 웨이퍼의 모양과 직접적으로 상관 관계가 있기 때문이다. 이러한 유형의 계측 시스템은 생산이 지연되고, 반도체 웨이퍼의 계측과 연마 패드에 대한 수정 사이의 지체시간 동안의 평도 공차가 받아들일 수 없을 정도로, 연마 패드에 의해 연마되는 반도체 웨이퍼의 양품률이 떨어진다는 문제점을 갖는다.
본 발명의 목적은, 연마 패드의 모양을 직접적으로 계측하고, 반도체 웨이퍼의 양품률을 향상시키며, 웨이퍼의 생산률을 향상시키고, 사용하기에 간단하고 비용이 경제적인, 연마되는 반도체 웨이퍼의 평도를 제어하는 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
도 1 은 연마 테이블상에 장착된 연마 패드의 평도를 결정하는 장치의 정면도;
도 2 는 도 1 의 장치를 세부적으로 나타내기 위한 우측면도;
도 3 은 도 1 의 장치의 배면도;
도 4 는 도 1 의 장치의 평면도;
도 5 는 도 1 의 장치의 블록 다이어그램;
도 6 은 연마 테이블상의 연마 패드상에 장착된 도시된 계측 장치의 제 2 실시예의 정면도; 및
도 7 은 도 6 의 장치의 블록 다이어그램.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 평도 결정 장치 12 : 연마 패드
14 : 물품 16 : 연마기
24 : 프레임 26 : 계측 장치
27 : 연마 패드의 상부면 P1 : 기준면
30 : 기준 베이스 79 : 상부면
74,78 : 제 1 및 제 2 레이저 센서 82 : 위치 인디케이터
102 : 제어 수단 106 : 자동 패드 성형 장치
본 발명의 장치는 패드의 평도와 연마기의 연마 패드상에서 연마되는 반도체 웨이퍼의 표면의 평도를 유지하는데 사용하기 위해 패드의 직접적인 계측을 통해 일반적으로 원형인 연마 패드의 평도를 결정하는 장치이다. 일반적으로, 상기 장치는 계측 장치와, 상기 계측 장치를 장착하며 상기 연마 패드의 적어도 일부분에 걸쳐 신장하도록 구성된 프레임을 포함한다. 상기 계측 장치는 연마 패드 부분을 따른 복수 위치에서 상기 연마 패드의 상부면과 기준면간의 거리를 계측할 수가 있다. 상기 장치는 상기 복수 위치에서의 계측을 행하도록 상기 계측 장치를 제어하는 제어 수단을 추가로 포함한다. 상기 제어 수단은 상기 패드 부분의 평도가 소정 내역의 한도를 벗어나는지의 여부를 지적하도록 구성된다.
본 발명의 또다른 특징에 따르면, 연마 패드상에서 연마되는 물품의 표면의 평도를 유지하는데 사용하기 위해 패드의 직접적인 계측을 통해 일반적으로 원형인 연마 패드의 평도를 결정하는 방법은, 연마 패드의 직접적인 계측을 통해 상기 연마 패드의 평도를 결정하는 단계와, 상기 연마 패드의 평도가 소정 내역의 한도를 벗어나는 경우에 상기 패드를 성형(shaping)하는 단계들을 포함한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 도면에 있어서, 대응되는 부분들에 대해서는 대응 도면부호를 사용했다. 본 발명의 다른 목적 및 특징이 이하에서 부분적으로 지적되고 명백해질 것이다.
도면들을 참조하면, 먼저 도 1 내지 4 에서는 연마 패드의 평도를 결정하는 장치가 도면부호 10 으로 도시되어 있다. 연마 패드(12)는 당업자에게 잘 알려진 바와 같은 방식으로 웨이퍼 연마기(16)(도 6)상의 반도체 웨이퍼(14)를 연마하는데 사용된다. 연마 패드(12)상에서 연마된 반도체 웨이퍼(14)의 평도는 연마 패드의 평도와 직접적으로 상관 관계에 있으며, 따라서, 연마 패드 표면을 받아들일 수 있는 평도 파라미터의 범위내에 유지함으로써, 패드상에서 연마되는 반도체 웨이퍼는 받아들일 수 있는 평도 한도내에 유지될 수 있다. 상기 연마 패드(12)는 반도체 웨이퍼가 연마를 위해 놓이는 세라믹 테이블(18)상에 위치한다. 도 6 에는 반도체 웨이퍼 연마기(16)의 단순도가 도시되어 있다. 도 6 이 본 발명의 제 2 실시예를 도시하고 있기는 하지만, 연마기(16)의 기본적인 구성은 양 실시예들에 대해서 동일하다. 상기 연마기(16)는 상기 연마 패드(12)를 지지하는 세라믹 테이블(18)과, 웨이퍼를 지지하며 패드가 웨이퍼 아래에서 회전함에 따라 상기 웨이퍼(14)가 연마 패드에 맞닿도록 상기 웨이퍼를 강제하는 연마 블록(22)을 고정하는 척(chuck : 21)을 내포하기 위한 연마 아암(20)을 포함한다. 전형적으로, 연마를 이롭게 하기 위해, 상기 패드에는 슬러리가 공급된다.
상기 장치(10)는 각각 도면부호 24 및 26 으로 지시된 프레임과 계측 장치를 포함한다. 상기 계측 장치는 상기 연마 패드(12)의 상부면(27)과 도 2 및 3 에 P1 으로서 지시되어 있는 기준면간의 거리를 계측할 수가 있다. 운송 기구(conveying mechanism : 28)는 일반적으로 상기 기준면(P1)에서의 상기 연마 패드(12)의 적어도 일부분에 걸친 프레임(24)의 길이방향의 이동에 대해 상기 계측 장치(26)를 지지한다. 상기 운송 기구(28) 및 계측 장치(26)는 상기 연마 패드(12)를 가로질러서 이동(travel)하여 복수 위치에서 패드 표면(27)으로부터 상기 기준면(P1)까지의 거리를 계측함으로써 패드의 평도를 지적한다.
상기 프레임(24)은 직접적으로 상기 연마 패드(12)위로 놓이는 세라믹 베이스(30)를 포함한다. 이 베이스(30)는 하기에서 추가로 설명하는 계측 장치(26)를 위한 기준면으로서 기능한다. 제 1 실시예에 있어서, 상기 베이스(30)는 상기 연마 패드(12)의 직경보다 약간 더 큰 길이를 갖도록 크기가 정해진다. 예컨대, 길이 24 인치, 폭 4.25 인치, 및 높이 0.625 인치의 베이스(30)가 직경 21.5 인치인 연마 패드(12)와 함께 사용될 수도 있다. 연마 패드 상부면(27)의 정확한 계측을 위해, 상기 베이스(30)는 상기 연마 패드(12)와 접촉하는 그의 하부면(32)이 0.0005 인치보다 크지 않은 표면 평도를 갖는 것이 바람직하고 프레임(24)이 장착되는 상부면(27)이 0.000012 인치보다 크지 않은 표면 평도를 갖는 것이 바람직하다. 상기 베이스(30)는 상기 프레임(24)을 베이스(30)에 접속하기 위한 수납 볼트(38)의 각 단부상에 뚫려 있는 4 개의 장착 구멍을 포함한다. 상기 장치는 베이스없이도 사용이 가능하며 여전히 본 발명의 범위내에 있다.
도 1 을 참조하면, 프레임(24)은 베이스(30)의 대향 단부들상에 장착된 2 개의 단부 지지체(40)를 추가로 포함한다. 각 단부 지지체(40)는 일반적으로 운송 기구(28)를 지지하기 위한 직사각형 형상부(42)와, 상기 단부 지지체(40)를 베이스(30)에 부착하기 위한 볼트(48) 수납용의 4 개의 구멍(46)을 포함하는 장착 베이스(44)를 갖는다. 상기 단부 지지체(40)는 예컨대 높이가 2.62 인치이고 폭이 3.93 인치일 수도 있다. 상기 운송 기구(28)는 캐리지(48) 및 볼 스크루 어셈블리(50)를 포함한다. 상기 볼 스크루 어셈블리(50)의 각 단부는 상기 각 단부 지지체(40)에 장착된 각 접촉 베어링(angular contact bearing : 52 : 도 2)에 의해 유지된다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 운송 기구(28)는 웨브(58)에 의해 접속된 2 개의 로드(56)를 추가로 포함한다. 상기 단부 지지체(40)는 각각 볼 스크루(51), 로드(56), 및 웨브(58)를 수납하기 위해 상기 캐리지(48)를 통해 신장하는 대응 구멍(도시되지 않음)과 정렬된 2 개의 구멍(64,66)을 갖는 하부 부분(62) 및 상부 부분(60)을 갖는다. 상기 제 1 구멍(64)은 볼 스크루를 지지하기 위한 베어링(52)을 포함한다. 상기 제 2 구멍(66)은 슬라이드 부재상에서의 상기 캐리지(48)의 슬라이딩 결합을 위한 로드(56)를 수납하여 상기 캐리지 및 계측 장치(26)를 위한 지지를 제공하도록 형성되어 있다. 상기 캐리지(48)는 상기 계측 장치(26)를 캐리지에 접속하기 위한 플랜지(70)를 포함한다. 상기 캐리지(48)의 플랜지(70)는 예컨대 폭이 3 인치이고 길이가 3 인치일 수도 있다. 전술한 시스템을 위한 상기 볼 스크루(51)의 스트로크는 약 24 인치이다. 볼 스크루 어셈블리는 뉴욕 포트 워싱턴의 톰슨 공업 주식회사(Thomson Industries, Inc.)로부터 이용할 수 있는, 모델 디자인 번호 2CB08OVAFL24 인 톰슨 슈퍼 슬라이드(Thomson Super Slide)와 같은 장치일 수도 있다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도내에서, 볼 스크루 배치 이외의 운송 기구가 사용될 수도 있다.
하나의 단부 지지체(40)에는 전기 모터(72)가 장착되며, 이 전기 모터는 볼 스크루의 회전 구동을 위해 볼 스크루(51)와 결합된다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도내에서, 볼 스크루(51)를 회전시켜 캐리지(48)를 이동시키기 위해 유압 모터 또는 수동 회전체와 같은 다른 구동 기구(drive mechanisms)가 사용될 수도 있다.
계측 장치(26)는 상기 캐리지(48)의 플랜지(70)에 장착된 레이저 센서(74)를 포함하는데, 상기 계측 장치는 복수 위치에서 연마 패드(12)의 상부면(27)으로부터 기준면(P1)까지의 거리를 계측하는 작동을 하여 패드의 평도를 지적한다. 상기 레이저 센서(74)는 상기 연마 패드(12)의 상부면(27)으로 튀어 센서 헤드로 들어 오는 반도체 레이저 빔(ℓ)을 방출하여 상기 연마 패드의 상부면과 센서 헤드간의 변위를 계측한다. 상기 거리는 레이저 빔이 상기 센서(74)로 되돌아오는 지점의 각도에 의해 결정된다. 상기 센서(74)의 바닥면(76)은 상기 연마 패드(12)를 가로질러 이동함에 따라 일반적으로 도 3 의 기준면(P1)을 경계짓는다. 연마 패드(12)의 평도는 상기 기준면(P1)과 상기 연마 패드의 상부면(27)간의 거리에 있어서의 변이(variations)에 의해 결정된다. 상기 센서(74)의 계측 정확도는 바람직하게는 10 mm 이하의 거리에 있어서 ±0.2 ㎛ 이다. 상기 레이저 센서(74)는 예컨대 뉴 저지의 키엔스(Keyence)로부터 이용할 수 있는, 모델 디자인 번호 LC-2400A 와 같은 것일 수도 있다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도내에서, 연마 패드(12)의 평도를 계측하기 위해 다른 유형의 계측 장치가 사용될 수도 있다.
계측 장치(26)는 계측 장치의 정확도를 향상시키기 위해 추가로 제 2 레이저 센서(78)를 포함한다. 도 2 를 참조하면, 상기 제 2 레이저 센서(78)는 베이스(30)의 기준부(80)의 상부면(79)과 제 2 기준면(P2)간의 제 2 의 거리를 계측하여 볼 스크루(51)와 캐리지(48)의 임의의 편향을 보상하는데 이용된다. 상기 베이스(30)의 기준부(80)는 대다수의 베이스를 따라 신장하기는 하지만 단부 지지체(40)가 장착되는 곳인 베이스의 양단부까지는 신장하지 않는다(도 4). 상기 제 2 레이저 센서(78)는 상기 제 1 레이저 센서(74)가 장착되는 곳의 반대편에서 캐리지(48)의 플랜지(70)상에 장착된다. 상기 제 1 및 제 2 레이저 센서(74,78)는 제 1 레이저 센서가 기준면(P1)으로부터 옮겨가는지의 여부를 제 2 레이저 센서가 검지하여 운송 기구의 편향을 보상할 수 있도록 함께 이동한다. 예컨대, 제 1 레이저 센서(74)가 연마 패드의 상부면(27)으로부터 기준면(P1)까지의 변위, 즉 기준 베이스(30)의 바닥면상의 요철 또는 캐리지(48)의 편향으로 인한 변위가 증가하는 것을 감지한다면, 제 2 레이저 센서(78)는 동일한 변위의 증가를 감지하여, 제 1 레이저 센서에 의해 계측된 변위의 증가를 상쇄하는 콘트롤러에 유사한 변위를 출력할 것이다. 하지만, 제 1 센서(74)만이 변위의 증가를 계측한다면, 이 센서는 연마 패드의 상부면(27)의 요면이 존재함으로 인해 해석할 것이다.
연마 패드(12)의 평도를 계측하는 장치(10)는 프레임(24)에 대해서 레이저 센서(74)의 길이방향 위치를 결정하는 위치 인디케이터를 추가로 포함한다. 상기 위치 인디케이터는 에워싸인 스테인레스강 베이스(86)에 용접된 비자성의 압력-밀봉 스테인레스강 튜브(84 : 또는 프로브(probe))를 갖는 선형 변위 변환기(82)이다. 상기 프로브(84)는 신장된 자성(magnetostrictive) 와이어를 포함하고, 상기 베이스(86)는 변환기의 제어 일렉트로닉스를 포함한다. 캐리지(48)의 위치를 식별하기 위해 상기 프로브(84)의 외측에 걸쳐 슬라이딩을 하는 영구 자석 링(88)이 제공된다. 상기 자성 링(88)은 브래킷(90)에 의해 상기 캐리지(48)에 접속되고 캐리지를 따라 이동하여 레이저 센서(74)의 위치를 지적한다. 상기 변환기(transducer : 82)의 베이스(86)는 모터(72)가 장착되는 동일한 단부 지지체(40)에 변환기 브래킷(92)에 의해 장착된다. 프로브(84)의 단부를 다른 단부 지지체(40)에 장착하기 위해 프로브 브래킷(94)과 리테이너 밴드(96)가 제공된다. 상기 리테이너 밴드(96)는 상기 프로브(84) 주위에 감싸지고 L자형 튜브 브래킷(94)의 상부 부분(98)에 부착된다. 상기 프로브 브래킷(94)의 하단부(100)는 단부 지지체(40)의 상부 부분(42)에 부착된다. 상기 변환기(82)는 버지니아 햄프톤의 루카스 콘트롤 시스템스 프로덕츠 샤에비츠 센서스(Lucas Control Systems Products SchaevitzTMSensors)로부터 이용할 수 있는, 모델 디자인 번호 MRU-300-018 과 같은 장치일 수도 있다.
전기 모터(72)를 제어하여 캐리지(48) 및 프레임(24)의 길이방향의 레이저 센서(74,78)를 이동시키기 위한 것으로서는, 마이크로프로세서와 같은 콘트롤러(102)가 사용된다. 도 5 에는 콘트롤러(102), 변환기(82), 및 레이저 센서(74,78)들간의 상호접속 관계가 개략적으로 도시되어 있다. 상기 콘트롤러(102)는 계측되는 거리와 상관 관계가 있는 상기 레이저 센서(74,78)의 길이방향의 위치를 기록하여 연마 패드(12)의 상부면(27)의 평도를 나타내도록 구성된다. 상기 콘트롤러(102)는 연마 패드의 상부면의 평도를 나타내기 위해 변환기(82)와 레이저 센서(74,78)로부터의 입력을 받고 이들을 조합하여 디지털 또는 그래픽 형태의 출력을 제공한다. 이러한 정보는 x-y 플로터(plotter)와 같은 리코더(101) 또는 작동자에 의한 분석을 위한 다른 적절한 장치에서 기록될 수도 있다. 콘트롤러 또는 작동자에게는 연마 패드(12)의 상부면(27)과 기준면(P1)간의 거리의 두 개 또는 그 이상의 이산 계측치처럼 아날로그 형태로 데이터가 제공될 수도 있다. 이들 계측치가 내역 한도를 넘는 정도로 변하면, 받아들일 수 있는 평도를 얻기 위해 패드가 성형된다. 제 1 실시예에 있어서, 패드(12)의 평도가 소정 평도 내역의 한도를 벗어나는지 또는 소정 평도 내역의 한도내인지를 지적하는 것은 x-y 플로터에 의해 만들어진 플롯(plot)에 의해 주어진다. 하지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도내에서, 패드 평도가 내역 한도를 벗어난다는 지적은 이후에 설명하는 패드 성형 장치에 제공된 신호 형태 또는 기술자에 의해 기록된 계측 거리의 단순한 표시 형태일 수도 있다.
사용중에, 상기 장치(10)는 연마 패드(12)상에 놓인다. 모터(72)는 콘트롤러(102)에 의해 작동되어 캐리지 및 부착된 레이저 센서(74,78)를 실질적으로 패드(12)의 전체 직경을 가로질러 이동시킨다. 레이저 센서(78)로부터의 정보에 의해 수정되는, 연마 패드(12)의 상부면(27)과 기준면(P1)간의 거리를 따른 레이저 센서(74)의 위치와 상관관계가 있는 데이터는 연마 패드(12)가 받아들일 수 있는 한도내의 평도를 가지는지의 여부를 결정하는데 이용된다. 연마 패드(12)가 받아들일 수 있는 평도를 가지면, 다음의 반도체 웨이퍼가 연마된다. 평도가 받아들일 수 있는 한도내의 것이 아니면, 패드(12)에 성형(shaping)이 실시되어 패드로 하여금 받아들일 수 있는 한도의 평도를 갖도록 한다. 상기 성형은 손으로 고정되는 마찰 블록, 동시계속출원인 미국 특허출원 제 08/639,185 호에 개시된 것과 같은 성형 장치, 또는 하기에서 설명하는 자동 성형 장치를 수동 이용하는 것과 같은 적절한 방식으로 행해질 수도 있다. 연마 패드의 계측은 통계적인 데이터를 얻어 연마 패드의 계측과 성형간에서 연마될 수 있는 반도체 웨이퍼의 최적한 개수를 결정하기 위해 샘플링 비로 행해질 수도 있다.
도 6 에 도면부호 104 로 표시되어 있는, 본 발명의 제 2 실시예는 웨이퍼 연마기(16)에 직접 부착되며, 연마 패드를 자동적으로 계측하고 성형하기 위해, 연마 아암(20)에 부착된 패드 성형 공구(106)에 데이터를 직접 출력하는 콘트롤러(102)에 연마 패드(12)의 평도에 대한 정보를 제공하는데 이용된다. 상기 패드 성형 공구(106)는, 연마 패드의 평도를 정확하게 하기 위해, 성형 패드(110)를 연마 패드(12)상으로 하강시켜 패드가 그 아래에서 회전함에 따라 상기 성형 패드를 상기 연마 패드에 맞닿도록 강제하는 공기 제어식 실린더(108)를 포함한다. 상기 성형 패드(110)의 재료는 연마 패드(12)의 재료와 동일하거나 또는 임의의 다른 적정한 재료일 수도 있다. 상기 패드 성형 공구(106)는, 연마 패드의 형상에 가해진 힘이 조정될 수 있도록, 압력 조정기(도시되지 않음)를 포함한다. 연마작동중 또는 연마 패드(12)의 계측이 취해지는 동안에, 상기 패드 성형 공구(106)는 도 6 에 도시된 바와 같이 에어 실린더(108)에 의해 저장 위치에 유지된다. 연마 패드(12)를 계측하는 상기 장치(104)는 테이블(18)에 피봇 장착되며, 연마 및 성형 작동중에, 연마 패드로부터 팬텀으로 나타낸 위치까지 자동적으로 선회할 수도 있다. 상기 장치의 피봇 이동은 실린더, 모터, 또는 다른 적절한 액츄에이터(도시되지 않음)에 의해 행해질 수도 있다. 상기 장치(104)는 실질적으로 제 1 실시예의 장치와 동일하지만 패드(12)의 절반부에만 걸쳐 신장한다. 제 2 실시예의 장치(104)의 대응 부분들을 식별하기 위해 동일한 도면부호를 사용한다. 레이저 센서(74,78) 및 변환기(82)로부터 받은 데이터는 필요에 따라 패드의 재성형을 위해 패드 성형 공구(106)에 직접 입력될 수도 있다. 도 7 에는 레이저 센서(74,78), 변환기(82), 패드 성형 공구(106), 및 콘트롤러(102)들간의 인터패이스의 블록 다이어그램이 도시되어 있다.
이상 전술한 바에 비추어 볼 때, 본 발명의 여러 목적이 달성되고 다른 이로운 결과가 얻어짐을 알 수 있을 것이다.
본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 상기의 구성과 방법에 여러 가지의 변형이 가능하기 때문에, 전술한 설명에 포함되고 첨부도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것이며 제한되지 않는다.
이상 설명한 바와 같이, 종래의 계측 시스템에 따르면, 생산이 지연되고, 반도체 웨이퍼의 계측과 연마 패드에 대한 수정 사이의 지체시간 동안의 평도 공차가 받아들일 수 없을 정도로, 연마 패드에 의해 연마되는 반도체 웨이퍼의 양품률이 떨어진다는 문제점이 있지만, 본 발명의 연마되는 반도체 웨이퍼의 평도를 제어하는 장치 및 방법에 의하면, 연마 패드의 모양을 직접 계측하고, 반도체 웨이퍼의 양품률을 향상시키며, 웨이퍼의 생산률을 향상시킬 수가 있으며, 사용이 간단하고 비용이 경제적이다.

Claims (10)

  1. 패드의 평도와 연마기(16)의 연마 패드상에서 연마되는 물품(14)의 표면의 평도를 유지하는데 사용하기 위해 패드의 직접적인 계측을 통해 일반적으로 원형인 연마 패드(12)의 평도를 결정하는 장치(10)로서,
    계측 장치(26)와,
    연마 패드 부분을 따른 복수 위치에서 상기 연마 패드의 상부면(27)과 기준면(P1)간의 거리를 계측할 수 있는 상기 계측 장치를 장착하며, 상기 연마 패드의 적어도 일부분에 걸쳐 신장하도록 구성된 프레임(24)과,
    상기 복수 위치에서의 계측을 행하도록 상기 계측 장치를 제어하며, 상기 패드 부분의 평도가 소정 내역의 한도를 벗어나는지의 여부를 지적하도록 구성된 제어 수단(102)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 장치는 연마기상에 장착되도록 되어 있는 자동 패드 성형 장치(106)와 조합되고, 상기 제어 수단은 상기 연마 패드 부분의 계측되는 평도가 소정 내역의 한도를 벗어나는때에 상기 자동 패드 성형 장치를 가동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 장치는 연마기 및 자동 패드 성형 장치와 조합되고 계측 장치를 상기 연마 패드 부분에 걸쳐 배치하기 위해 상기 연마기상에 장착되며, 추가로, 연마기상에 장착되도록 되어 있는 자동 패드 드레싱 장치와 조합되고, 상기 제어 수단은 상기 연마 패드 부분의 계측되는 평도가 소정 내역의 한도를 벗어나는때에 상기 자동 패드 성형 장치를 가동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 2 항 또는 3 항에 있어서, 사용 위치와 스토우 위치간의 연마기에 대한 이동을 위해 연마기상에 장착되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항 내지 3 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 프레임상에 장착되어 일반적으로 상기 기준면에서의 상기 연마 패드 부분에 걸친 프레임의 길이방향의 이동을 위해 상기 계측 장치를 지지하는 운송 기구를 추가로 포함하고, 상기 제어 수단은 상기 운송 기구를 가동시켜 상기 계측 장치를 상기 패드 부분에 걸쳐 이동시키고, 상기 계측 장치를 작동시켜 상기 계측 장치가 상기 패드 부분에 걸쳐 이동함에 따라 상기 패드로부터 상기 기준면까지의 거리를 계측하여, 상기 패드 부분의 평도를 지적하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 프레임은 편평한 상부면(79)을 갖는 기준 베이스(30)를 포함하고, 상기 계측 장치는 상기 연마 패드 부분으로부터 상기 기준면까지의 거리를 계측하는 것과 동시에 추가로 상기 기준 베이스의 상부면과 상기 기준면간의 거리를 계측하도록 구성되며, 상기 제어 수단은 상기 계측 장치로부터의 계측치를 받고 상기 계측 장치로부터 상기 기준 베이스 상부면까지의 거리의 계측치를 사용하여 상기 기준면으로부터의 상기 계측 장치의 이동을 보상하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 계측 장치는 상기 연마 패드 부분에 걸쳐 운송 기구에 의해 공동 이동하도록 장착된 제 1 및 제 2 레이저 센서(74,78)를 포함하고, 상기 제 1 레이저 센서는 상기 제 1 레이저 센서와 상기 패드 부분간의 거리를 계측하기 위한 것이며, 상기 제 2 레이저 센서는 상기 기준 베이스 상부면과 상기 기준면간의 거리를 계측하기 위한 것임을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 계측 장치의 길이방향의 위치를 상기 제어 수단에 신호하는 위치 인디케이터(82)를 추가로 포함하고, 상기 제어 수단은 계측되는 거리와 상관 관계가 있는 상기 계측 장치의 길이방향의 위치를 기록하여 상기 연마 패드의 상부면의 평도를 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 패드의 평도와 연마 패드상에서 연마되는 물품(14)의 표면의 평도를 유지하는데 사용하기 위해 패드의 직접적인 계측을 통해 일반적으로 원형인 연마 패드(12)의 평도를 결정하는 방법으로서, 연마 패드의 직접적인 계측을 통해 상기 연마 패드의 평도를 결정하는 단계와, 상기 연마 패드의 평도가 소정 내역의 한도를 벗어나는 경우에 상기 패드를 성형하는 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 연마 패드의 평도를 결정하는 상기 단계는 복수 위치에서 상기 패드로부터 기준면까지의 거리를 계측하기 위해 계측 장치를 상기 연마 패드의 적어도 일부분에 걸쳐 이동하도록 가동하여 상기 연마 패드의 상부면(27)과 계측 장치(26)와의 기준면(P1)간의 거리를 계측함으로써 상기 패드 부분의 평도를 지적하는 단계를 포함하고, 추가로, 상기 패드로부터 상기 기준면까지의 거리와 상기 패드를 성형하는 패드 셰이퍼에 거리가 계측되어 지는 패드를 따른 위치를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1019970037975A 1996-08-09 1997-08-08 연마되는 반도체 웨이퍼의 평도를 제어하는 방법 및 장치 KR19980018533A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/689,432 US5787595A (en) 1996-08-09 1996-08-09 Method and apparatus for controlling flatness of polished semiconductor wafer
US8/689,432 1996-08-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR19980018533A true KR19980018533A (ko) 1998-06-05

Family

ID=24768441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970037975A KR19980018533A (ko) 1996-08-09 1997-08-08 연마되는 반도체 웨이퍼의 평도를 제어하는 방법 및 장치

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5787595A (ko)
EP (2) EP0823309B1 (ko)
JP (1) JPH10132538A (ko)
KR (1) KR19980018533A (ko)
CN (1) CN1190791A (ko)
DE (1) DE69711994T2 (ko)
MY (1) MY133768A (ko)
SG (1) SG88734A1 (ko)
TW (1) TW358981B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100721755B1 (ko) * 2006-06-08 2007-05-25 두산디앤디 주식회사 웨이퍼 표면연마장비의 웨이퍼 이탈 감지장치

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10329011A (ja) * 1997-03-21 1998-12-15 Canon Inc 精密研磨装置及び方法
US5934974A (en) * 1997-11-05 1999-08-10 Aplex Group In-situ monitoring of polishing pad wear
TW466153B (en) * 1999-06-22 2001-12-01 Applied Materials Inc Method and apparatus for measuring a pad profile and closed loop control of a pad conditioning process
WO2001032360A1 (en) * 1999-11-01 2001-05-10 Speedfam-Ipec Corporation Closed-loop ultrasonic conditioning control for polishing pads
DE10009656B4 (de) * 2000-02-24 2005-12-08 Siltronic Ag Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe
US6616513B1 (en) 2000-04-07 2003-09-09 Applied Materials, Inc. Grid relief in CMP polishing pad to accurately measure pad wear, pad profile and pad wear profile
EP1270148A1 (en) * 2001-06-22 2003-01-02 Infineon Technologies SC300 GmbH & Co. KG Arrangement and method for conditioning a polishing pad
EP1710048B1 (en) * 2004-01-28 2013-06-12 Nikon Corporation Polishing pad surface shape measuring instrument, method of using polishing pad surface shape measuring instrument, method of measuring apex angle of cone of polishing pad, method of measuring depth of groove of polishing pad, cmp polisher, and method of manufacturing semiconductor device
KR100671488B1 (ko) 2004-12-13 2007-01-19 주식회사 실트론 연마패드 드레싱 장치 및 그 방법
TWI421933B (zh) * 2007-05-16 2014-01-01 Lam Res Corp 板狀物件之超音波濕式處理的裝置與方法
US20120270474A1 (en) * 2011-04-20 2012-10-25 Nanya Technology Corporation Polishing pad wear detecting apparatus
CN104457680B (zh) * 2014-12-17 2017-02-01 广州科升测控设备有限公司 平整度检测系统及方法
KR101759875B1 (ko) * 2015-06-24 2017-07-20 주식회사 엘지실트론 웨이퍼 연마장치의 스캔장치 및 스캔시스템
CN107588725B (zh) * 2017-10-27 2020-04-28 宝鸡欧亚化工设备制造厂 钛合金旋翼机机架龙骨的加工及检测方法
CN107826267B (zh) * 2017-10-27 2020-04-28 宝鸡欧亚化工设备制造厂 钛合金旋翼机驾驶舱支撑架的加工及检测方法
US11359906B2 (en) * 2020-05-29 2022-06-14 Ta Liang Technology Co., Ltd. Method, system and apparatus for uniformed surface measurement
CN114234860A (zh) * 2021-11-25 2022-03-25 江苏弘硕电力设备有限公司 一种高精度配电箱生产用表面平整度检测装置
CN113970750A (zh) * 2021-12-23 2022-01-25 华芯半导体研究院(北京)有限公司 一种测量装置及手套箱
CN114274003B (zh) * 2022-01-06 2022-11-25 海安县巨力磁材有限责任公司 一种磁环表面毛刺打磨装置及加工方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4422764A (en) * 1980-12-12 1983-12-27 The University Of Rochester Interferometer apparatus for microtopography
US4720938A (en) * 1986-07-31 1988-01-26 General Signal Corp. Dressing fixture
US5189806A (en) * 1988-12-19 1993-03-02 Renishaw Plc Method of and apparatus for scanning the surface of a workpiece
JPH03142305A (ja) * 1989-10-30 1991-06-18 Kawasaki Steel Corp 表面粗度測定装置
DE3936463A1 (de) * 1989-11-02 1991-05-08 Zeiss Carl Fa Koordinatenmessgeraet
US5081051A (en) * 1990-09-12 1992-01-14 Intel Corporation Method for conditioning the surface of a polishing pad
US5154021A (en) * 1991-06-26 1992-10-13 International Business Machines Corporation Pneumatic pad conditioner
US5231767A (en) * 1991-10-22 1993-08-03 Anthony Industries, Inc. Warp sensing apparatus
US5338932A (en) * 1993-01-04 1994-08-16 Motorola, Inc. Method and apparatus for measuring the topography of a semiconductor device
JP2622069B2 (ja) * 1993-06-30 1997-06-18 三菱マテリアル株式会社 研磨布のドレッシング装置
US5456627A (en) * 1993-12-20 1995-10-10 Westech Systems, Inc. Conditioner for a polishing pad and method therefor
JPH0861949A (ja) * 1994-08-24 1996-03-08 Speedfam Co Ltd 定盤及び研磨パッドの表面形状測定装置
US5483568A (en) * 1994-11-03 1996-01-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Pad condition and polishing rate monitor using fluorescence
US5617645A (en) * 1995-05-02 1997-04-08 William R. W. Wick Non-contact precision measurement system
US5609718A (en) * 1995-09-29 1997-03-11 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for measuring a change in the thickness of polishing pads used in chemical-mechanical planarization of semiconductor wafers
US5875559A (en) * 1995-10-27 1999-03-02 Applied Materials, Inc. Apparatus for measuring the profile of a polishing pad in a chemical mechanical polishing system
US5618447A (en) * 1996-02-13 1997-04-08 Micron Technology, Inc. Polishing pad counter meter and method for real-time control of the polishing rate in chemical-mechanical polishing of semiconductor wafers

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100721755B1 (ko) * 2006-06-08 2007-05-25 두산디앤디 주식회사 웨이퍼 표면연마장비의 웨이퍼 이탈 감지장치

Also Published As

Publication number Publication date
US5787595A (en) 1998-08-04
TW358981B (en) 1999-05-21
EP1060835A2 (en) 2000-12-20
DE69711994T2 (de) 2003-01-23
JPH10132538A (ja) 1998-05-22
EP0823309B1 (en) 2002-04-17
MY133768A (en) 2007-11-30
EP1060835A3 (en) 2001-12-19
DE69711994D1 (de) 2002-05-23
CN1190791A (zh) 1998-08-19
EP0823309A1 (en) 1998-02-11
SG88734A1 (en) 2002-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR19980018533A (ko) 연마되는 반도체 웨이퍼의 평도를 제어하는 방법 및 장치
US6040244A (en) Polishing pad control method and apparatus
US5618447A (en) Polishing pad counter meter and method for real-time control of the polishing rate in chemical-mechanical polishing of semiconductor wafers
US7070479B2 (en) Arrangement and method for conditioning a polishing pad
US7314401B2 (en) Methods and systems for conditioning planarizing pads used in planarizing substrates
US7607239B2 (en) Apparatus for checking diametral dimensions of cylindrical parts rotating with an orbital motion
US5736427A (en) Polishing pad contour indicator for mechanical or chemical-mechanical planarization
US4551950A (en) Truing apparatus for a grinding wheel with rounded corners
US20040166769A1 (en) Apparatus and method for abrading a workpiece
US6402589B1 (en) Wafer grinder and method of detecting grinding amount
JPH0657549U (ja) シリンダ研摩機
US7004816B2 (en) Grinding method for vertical type of double disk surface grinding machine
JPH10160420A (ja) ウェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置
KR20230047894A (ko) 연삭 장치
WO2001032360A1 (en) Closed-loop ultrasonic conditioning control for polishing pads
JP3582554B2 (ja) ウェーハ研磨量測定装置
US5800247A (en) Non-contact gaging apparatus and method
JPH06151586A (ja) ダイシング方法および装置
JP2002178252A (ja) レンズの加工方法および加工装置
JP2018192541A (ja) 研磨装置
JPH10180613A (ja) ポリッシング装置
JP2004202630A (ja) 研磨布の形状測定方法及び被加工物の研磨方法、並びに研磨布の形状測定装置
US3704555A (en) Precision disk grinder
JPH10554A (ja) 局所研磨装置
JPH07256542A (ja) 断面円形工作物の研摩装置

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 19970808

PG1501 Laying open of application
PC1203 Withdrawal of no request for examination
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid