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公開番号2024061980
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-09
出願番号2022169674
出願日2022-10-24
発明の名称パッド位置判定システム、パッド位置判定方法、およびパッド貼り付け方法
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 37/12 20120101AFI20240430BHJP(研削;研磨)
要約【課題】本発明は、研磨テーブルに対する研磨パッドの位置を短時間で正確に合わせることができるパッド位置判定システム、およびパッド位置判定方法を提供する。
【解決手段】パッド位置判定システム60は、基板Wを研磨する研磨面1a、および位置決め要素を有する研磨パッド1と、研磨パッド1を支持するパッド支持面3b、および位置決め要素に対応する位置基準部を有する研磨テーブル3と、研磨テーブル3の上方に配置され、位置決め要素および位置基準部の画像を生成する撮像装置62と、画像上に現れた位置決め要素の位置基準部に対する相対的な位置に基づいて、研磨パッド1の研磨テーブル3に対する相対的な位置が適正であるか否かを判定するパッド位置判定部65を備えている。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
基板を研磨する研磨面、および位置決め要素を有する研磨パッドと、
前記研磨パッドを支持するパッド支持面、および前記位置決め要素に対応する位置基準部を有する研磨テーブルと、
前記研磨テーブルの上方に配置され、前記位置決め要素および前記位置基準部の画像を生成する撮像装置と、
前記画像上に現れた前記位置決め要素の前記位置基準部に対する相対的な位置に基づいて、前記研磨パッドの前記研磨テーブルに対する相対的な位置が適正であるか否かを判定するパッド位置判定部を備えた、パッド位置判定システム。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記位置決め要素は、前記研磨パッドに形成された切り抜き部であり、
前記位置基準部は、前記切り抜き部よりも小さい面積を有しており、
前記パッド位置判定部は、前記画像上において、前記位置基準部の全体が前記位置決め要素内に位置しているときに、前記研磨パッドの前記研磨テーブルに対する前記相対的な位置が適正であると判定するように構成されている、請求項１に記載のパッド位置判定システム。
【請求項３】
前記パッド位置判定部は、前記画像上において、前記位置基準部の全体が前記位置決め要素内に位置しており、かつ前記位置決め要素の向きが前記位置基準部の向きと一致しているときに、前記研磨パッドの前記研磨テーブルに対する前記相対的な位置が適正であると判定するように構成されている、請求項２に記載のパッド位置判定システム。
【請求項４】
前記位置基準部は、前記研磨テーブルの内部に設けられた光学式センサが発する光を通過させるために、前記研磨テーブルの前記パッド支持面に形成されたセンサ孔を含む、請求項２に記載のパッド位置判定システム。
【請求項５】
前記位置決め要素は、第１位置決め要素および第２位置決め要素であり、
前記位置基準部は、前記第１位置決め要素に対応する第１位置基準部、および前記第２位置決め要素に対応する第２位置基準部であり、
前記第１位置決め要素は、前記研磨パッドに形成された切り抜き部であり、
前記第１位置基準部は、前記切り抜き部よりも小さい面積を有しており、
前記第２位置決め要素は、前記研磨パッドの外周であり、
前記第２位置基準部は、前記研磨テーブルの外周であり、
前記パッド位置判定部は、前記画像上において、前記第１位置基準部の全体が前記第１位置決め要素内に位置し、かつ前記第２位置決め要素の全体が前記第２位置基準部に重なっているときに、前記研磨パッドの前記研磨テーブルに対する前記相対的な位置が適正であると判定するように構成されている、請求項１に記載のパッド位置判定システム。
【請求項６】
前記位置決め要素は、第１位置決め要素および第２位置決め要素であり、
前記位置基準部は、前記第１位置決め要素に対応する第１位置基準部、および前記第２位置決め要素に対応する第２位置基準部であり、
前記第１位置決め要素は、前記研磨パッドに形成された第１切り抜き部であり、
前記第１位置基準部は、前記第１切り抜き部よりも小さい面積を有しており、
前記第２位置決め要素は、前記研磨パッドに形成された第２切り抜き部であり、
前記第２位置基準部は、前記第２切り抜き部よりも小さい面積を有しており、
前記パッド位置判定部は、前記画像上において、前記第１位置基準部の全体が前記第１位置決め要素内に位置し、かつ前記第２位置基準部の全体が前記第２位置決め要素内に位置するときに、前記研磨パッドの前記研磨テーブルに対する前記相対的な位置が適正であると判定するように構成されている、請求項１に記載のパッド位置判定システム。
【請求項７】
前記パッド位置判定部が前記研磨パッドの前記研磨テーブルに対する前記相対的な位置が適正であると判定したときに、前記判定の結果を表示する表示装置をさらに備えている、請求項１に記載のパッド位置判定システム。
【請求項８】
前記研磨テーブル上の前記研磨パッドを移動させる研磨パッド移動機構と、
前記研磨パッド移動機構の動作を制御する動作制御部をさらに備え、
前記パッド位置判定部は、前記研磨パッドの前記研磨テーブルに対する前記相対的な位置が適正であると判定したときに、前記動作制御部に停止信号を送り、前記動作制御部は前記研磨パッド移動機構に指令を与えて前記研磨パッドの移動を停止させるように構成されている、請求項１に記載のパッド位置判定システム。
【請求項９】
前記研磨パッドは、
前記研磨面の裏面を構成する粘着面と、
前記粘着面を覆う剥離シートを有し、
前記剥離シートは、前記粘着面の一部を露出させる開口部を有している、請求項１に記載のパッド位置判定システム。
【請求項１０】
前記位置決め要素は、前記研磨パッドに形成された切り抜き部であり、
前記切り抜き部は、前記剥離シートの前記開口部内に位置している、請求項９に記載のパッド位置判定システム。
（【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、ウェーハなどの基板の研磨に用いられる研磨パッドの位置を判定するパッド位置判定システム、およびパッド位置判定方法に関する。また、本発明は、そのようなパッド位置判定方法を用いて研磨パッドの位置を判定した後に、研磨パッドを研磨テーブルに貼り付けるパッド貼り付け方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスには、ＳｉＯ
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などの絶縁膜を研磨する工程や、銅、タングステンなどの金属膜を研磨する工程などの様々な工程が含まれる。裏面照射型ＣＭＯＳセンサおよびシリコン貫通電極（ＴＳＶ）の製造工程では、絶縁膜や金属膜の研磨工程の他にも、シリコン層（シリコンウェーハ）を研磨する工程が含まれる。
【０００３】
ウェーハの研磨は、一般に、化学機械研磨装置（ＣＭＰ装置）を用いて行われる。このＣＭＰ装置は、研磨テーブル上に貼り付けられた研磨パッドにスラリーを供給しながら、ウェーハを研磨パッドに摺接させることによりウェーハの表面を研磨するように構成される。ウェーハの研磨は、その表面を構成する膜（絶縁膜、金属膜、シリコン層など）の厚さが所定の目標値に達したときに終了される。したがって、ウェーハの研磨中は、膜厚が測定される。
【０００４】
膜厚測定装置の例として、光をウェーハの表面に導き、ウェーハからの反射光に含まれる光学情報を解析することにより膜厚を測定する光学式膜厚測定装置がある。この光学式膜厚測定装置は、研磨テーブル内に配置された投光部および受光部からなるセンサヘッドを備えている。研磨パッドは、センサヘッドの位置と同じ位置に切り抜き部を有している。センサヘッドから発せられた光は、研磨パッドの切り抜き部を通ってウェーハに導かれ、ウェーハからの反射光は、再び切り抜き部を通ってセンサヘッドに到達する。
【０００５】
研磨パッドは、ウェーハの研磨および研磨パッドのドレッシングを繰り返し行うにつれて、徐々に摩耗する。したがって、研磨パッドの摩耗がある程度進んだ場合には、新たな研磨パッドに交換される。研磨パッドの裏面は粘着面から構成されており、研磨パッドは研磨テーブルのパッド支持面に貼り付けられる。研磨パッドと、研磨テーブルのパッド支持面は、基本的に同一形状を有している。
【０００６】
研磨パッドを研磨テーブルに貼り付ける際には、研磨テーブルに対する研磨パッドの位置を正確に合わせることが求められる。具体的には、研磨パッドの外周を研磨テーブルの外周に正確に合わせること、および研磨パッドの切り抜き部を研磨テーブル内のセンサヘッドに正確に合わせることが求められる。研磨パッドの位置が研磨テーブルに対してずれた状態で、研磨テーブルのパッド支持面に貼り付けられると、ウェーハの研磨性能に悪影響を及ぼすことがある。また、研磨パッドの切り抜き部がセンサヘッドからずれていると、膜厚測定精度が低下してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１５－９３４０号公報
特開２０２０－１１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、研磨パッドの研磨テーブルへの貼り付けは、作業者による手作業で行われる。研磨テーブルに対する研磨パッドの位置を、目視で正確に合わせることは容易ではなく、長い時間を要する。結果として、研磨装置の稼働率が低下してしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、研磨テーブルに対する研磨パッドの位置を短時間で正確に合わせることができるパッド位置判定システム、およびパッド位置判定方法を提供する。また、本発明は、そのようなパッド位置判定方法を用いて研磨パッドの位置を判定した後に、研磨パッドを研磨テーブルに貼り付けるパッド貼り付け方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一態様では、基板を研磨する研磨面、および位置決め要素を有する研磨パッドと、前記研磨パッドを支持するパッド支持面、および前記位置決め要素に対応する位置基準部を有する研磨テーブルと、前記研磨テーブルの上方に配置され、前記位置決め要素および前記位置基準部の画像を生成する撮像装置と、前記画像上に現れた前記位置決め要素の前記位置基準部に対する相対的な位置に基づいて、前記研磨パッドの前記研磨テーブルに対する相対的な位置が適正であるか否かを判定するパッド位置判定部を備えた、パッド位置判定システムが提供される。
一態様では、前記位置決め要素は、前記研磨パッドに形成された切り抜き部であり、前記位置基準部は、前記切り抜き部よりも小さい面積を有しており、前記パッド位置判定部は、前記画像上において、前記位置基準部の全体が前記位置決め要素内に位置しているときに、前記研磨パッドの前記研磨テーブルに対する前記相対的な位置が適正であると判定するように構成されている。
一態様では、前記パッド位置判定部は、前記画像上において、前記位置基準部の全体が前記位置決め要素内に位置しており、かつ前記位置決め要素の向きが前記位置基準部の向きと一致しているときに、前記研磨パッドの前記研磨テーブルに対する前記相対的な位置が適正であると判定するように構成されている。
一態様では、前記位置基準部は、前記研磨テーブルの内部に設けられた光学式センサが発する光を通過させるために、前記研磨テーブルの前記パッド支持面に形成されたセンサ孔を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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