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公開番号2023078955
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-06-07
出願番号2021192301
出願日2021-11-26
発明の名称研磨パッド、基板研磨装置、及び研磨パッドの製造方法
出願人株式会社荏原製作所
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B24B 37/20 20120101AFI20230531BHJP(研削;研磨)
要約【課題】基板表面の状態を検出するための光学センサを備える基板研磨装置において、光学センサによる検出精度を向上させる。
【解決手段】光学センサを備える基板研磨装置のための研磨パッドが提案される。かかる研磨パッドは、表面が研磨面を構成するパッド本体であって、貫通孔が形成されているパッド本体と、前記光学センサのセンシング光を通過させるための窓部材であって、前記貫通孔に収容される窓部材と、を備え、前記パッド本体は、前記貫通孔を画定する縁部を囲繞し、前記縁部よりも前記研磨面に対して凹んだ囲繞凹部を有し、前記囲繞凹部は、前記研磨パッドの外周面に延びる溝と連通している。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
光学センサを備える基板研磨装置のための研磨パッドであって、
表面が研磨面を構成するパッド本体であって、貫通孔が形成されているパッド本体と、
前記光学センサのセンシング光を通過させるための窓部材であって、前記貫通孔に収容される窓部材と、
を備え、
前記パッド本体は、前記貫通孔を画定する縁部を囲繞し、前記縁部よりも前記研磨面に対して凹んだ囲繞凹部を有し、前記囲繞凹部は、前記研磨パッドの外周面に延びる溝と連通している、
研磨パッド。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記囲繞凹部と前記溝とは同一の深さを有する、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記溝は、前記パッド本体に格子状に形成される、請求項１または２に記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記溝は、前記パッド本体に放射状、同心円状、または螺旋状に形成される、請求項１から３の何れか１項に記載の研磨パッド。
【請求項５】
前記パッド本体は、前記研磨面を有する第１パッド層と、前記第１パッド層に積層される第２パッド層と、を有し、
前記溝は、前記第２パッド層に形成される、
請求項１から４の何れか１項に記載の研磨パッド。
【請求項６】
前記窓部材は、前記貫通孔を画定する前記縁部と接触するように前記貫通孔に収容される、請求項１から５の何れか１項に記載の研磨パッド。
【請求項７】
前記窓部材は、前記パッド本体との間に隙間が形成されるように前記貫通孔に収容される、請求項１から５の何れか１項に記載の研磨パッド。
【請求項８】
前記パッド本体と前記窓部材とは同一の厚さを有する、または、前記窓部材は前記パッド本体よりも大きい厚さを有する、請求項１から７の何れか１項に記載の研磨パッド。
【請求項９】
前記窓部材には、前記センシング光の散乱を抑制するための散乱抑制層が設けられている、請求項１から８の何れか１項に記載の研磨パッド。
【請求項１０】
前記窓部材は、前記パッド本体の前記研磨面とは反対側の面に表面粗さの改善処理が施されている、請求項１から９の何れか１項に記載の研磨パッド。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨パッド、基板研磨装置、及び研磨パッドの製造方法に関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、基板に形成された無機絶縁膜を平坦化するために、例えば化学機械研磨（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ；ＣＭＰ）が行われている（例えば、特許文献１～３参照）。このような研磨に用いられる研磨装置は、研磨パッドを保持するとともに回転する研磨テーブルと、基板を保持するとともに基板の膜を研磨パッドに押し付けながら回転する基板保持部材とを備えている。そして、この研磨装置は、スラリーの存在下で研磨テーブル及び基板保持部材が回転することで、膜を研磨している。
【０００３】
また、従来、研磨装置による膜の研磨中に、膜厚に関するデータを光学的に測定する膜厚測定装置が知られている（例えば、特許文献１～３参照）。具体的には、このような膜厚測定装置は、研磨装置による研磨中に基板に向けて入射光を投光し、この基板から反射された反射光の強度に基づいて、膜厚に関するデータを測定している。そして、この研磨装置は、膜厚測定装置によって基板板面の膜厚に関するデータを測定しながら研磨を行い、膜厚が所定の値になったときに研磨終点に達したと判断して、研磨を終了させている。
【０００４】
また、従来、基板に形成された膜として、複数の配線パターンを含む膜が知られている（例えば特許文献４参照）。また、このような配線パターンを含む膜として、有機化合物によって構成された膜（すなわち、有機絶縁膜）が知られている。そして、このような有機絶縁膜の平坦化にも、ＣＭＰが行われている（例えば特許文献５参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１０－２３２１０号公報
特開２００１－２３５３１１号公報
特開平１０－２２９０６０号公報
特開２００１－２１３１７号公報
特許第６６０６３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記したように光学センサを用いて基板表面の状態を検出しながら基板の研磨を行う場合、基板の研磨処理に伴って光学センサによる検出に不具合が生じる場合があった。例えば、研磨装置では、スラリー存在下で研磨テーブル及び基板保持部材が回転することで基板の研磨が行われるが、スラリーによって光学センサのセンシング光が遮られ、光学センサによる検出精度が低下してしまう場合があった。また、研磨パッドに光学センサのセンシング光を通過させるための窓部材が設けられている場合、研磨処理に伴って研磨パッドが消耗することで、窓部材と基板表面との距離が変化して光学センサによる検出精度が低下してしまう場合があった。
【０００７】
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、基板表面の状態を検出するための光学センサを備える基板研磨装置において、光学センサによる検出精度を向上させることを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一形態によれば、光学センサを備える基板研磨装置のための研磨パッドが提案
される。かかる研磨パッドは、表面が研磨面を構成するパッド本体であって、貫通孔が形成されているパッド本体と、前記光学センサのセンシング光を通過させるための窓部材であって、前記貫通孔に収容される窓部材と、を備え、前記パッド本体は、前記貫通孔を画定する縁部を囲繞し、前記縁部よりも前記研磨面に対して凹んだ囲繞凹部を有し、前記囲繞凹部は、前記研磨パッドの外周面に延びる溝と連通している。
【０００９】
本発明の別の一形態によれば、研磨パッドと、前記研磨パッドを取り付けるための研磨テーブルと、前記研磨テーブルに対向するように設けられた、基板を保持するための研磨ヘッドと、前記研磨テーブルに設けられた、前記基板の研磨の進行を測定するための光学センサと、を備える基板研磨装置が提案される。前記研磨パッドは、表面が研磨面を構成するパッド本体であって、貫通孔が形成されているパッド本体と、前記光学センサのセンシング光を通過させるための窓部材であって、前記貫通孔に収容される窓部材と、前記窓部材を前記パッド本体に対して前記貫通孔の貫通方向に移動可能に保持する保持部材と、を有する。前記研磨テーブルは、前記パッド本体の裏面を支持するための支持面を有し、前記支持面には、前記窓部材が進入可能な開口が形成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態１に係る研磨装置の主要な構成を模式的に示す構成図である。
図１のＡ１付近の断面図である。
図２の基板保持部材と研磨テーブルとを分離させた状態を示す断面図である。
本実施形態における研磨パッドの一例を研磨面の方向から示す図である。
図４中のＡ５－Ａ５領域の端面図である。
変形例の研磨パッドにおける図５に対応する図である。
変形例の研磨パッドにおける図５に対応する図である。
変形例の研磨パッドにおける図５に対応する図である。
変形例の研磨パッドにおける図５に対応する図である。
変形例の研磨パッドの一例を示す図４に対応する図である。
変形例の研磨パッドの一例を示す図４に対応する図である。
本実施形態のパッドブロックの一例を示す斜視図である。
孔が形成されたパッドブロックの一例を示す図である。
パッドブロックの切断工程の一例を示す図である。
窓部材の取付工程の一例を示す図である。
パッドブロックと、窓ブロックとの一例を示す図である。
パッドブロックと窓ブロックとの切断工程の一例を示す図である。
２つの層を有するパッド本体における第１層の一例を研磨面側から見た図である。
２つの層を有するパッド本体における第２層の一例を研磨面側から見た図である。
第１層と第２層とが重ねられた研磨パッドにおける図１８及び図１９のＡ２０－Ａ２０領域の端面図である。
変形例の研磨パッドの一例を示す図２０に対応する図である。
２つの層を有する変形例のパッド本体における第１層の一例を研磨面側から見た図である。
２つの層を有する変形例のパッド本体における第２層の一例を研磨面側から見た図である。
第１層と第２層とが重ねられた変形例の研磨パッドにおける図２２及び図２３のＡ２４－Ａ２４領域の端面図である。
変形例の研磨パッドの製造方法を説明するための図であり、第２層の用意工程の一例を説明するための図である。
変形例の研磨パッドの製造方法を説明するための図であり、第２層の用意工程の一例を説明するための図である。
変形例の研磨パッドの製造方法を説明するための図であり、第２層の用意工程の一例を説明するための図である。
変形例の研磨パッドの製造方法を説明するための図であり、第１層の用意工程の一例を説明するための図である。
変形例の研磨パッドの製造方法を説明するための図であり、第１層の用意工程の一例を説明するための図である。
変形例の研磨パッドの製造方法を説明するための図であり、第１層と第２層との積層体の一例を示す図である。
変形例の研磨パッドの製造方法を説明するための図であり、窓部材が取り付けられた研磨パッドの一例を示す図である。
窓部材がパッド本体に対して貫通孔の貫通方向に移動可能に保持されている研磨パッドの一例を示す図である。
窓部材がパッド本体に対して貫通孔の貫通方向に移動可能に保持されている研磨パッドの一例を示す図である。
窓部材がパッド本体に対して貫通孔の貫通方向に移動可能に保持されている研磨パッドの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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