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公開番号2024092863
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-08
出願番号2022209076
出願日2022-12-26
発明の名称基板研磨装置
出願人株式会社荏原製作所
代理人個人,個人,個人
主分類B24B 37/013 20120101AFI20240701BHJP(研削;研磨)
要約【課題】基板研磨装置の光学式表面監視システムに切替器を採用した場合に、相対的に簡易に切替器の動作を監視できる基板研磨装置を提供する。
【解決手段】基板研磨装置は、研磨テーブルと、基板を保持する基板保持ヘッドと、光源と、研磨テーブル内に配置され、基板に向けて光源からの光を投光し、反射した光を受光する第1光学ヘッドと、複数のチャンネルを備える切替器と、光源と第1光学ヘッドとを光学的に接続する第1光学ラインと、第1光学ヘッドと切替器の複数のチャンネルの1つのチャンネルとを光学的に接続する第2光学ラインと、第1光学ラインの途中と第2光学ラインの途中とを光学的に接続する第3光学ラインと、第3光学ラインに配置された第1光学フィルタと、切替器の下流側に光学的に接続された分光器と、分光された波長の強度の測定データを受け取る制御装置と、を有し、制御装置は、測定データに基づいて切替器の動作の監視ができる。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
基板研磨装置であって、
研磨テーブルと、
基板を保持するように構成されている基板保持ヘッドと、
光源と、
前記基板保持ヘッドに保持されている基板に向けて前記光源からの光を投光し、基板から反射した光を受光するように構成されている、前記研磨テーブル内に配置されている第１光学ヘッドと、
複数のチャンネルを備える切替器と、
前記光源と前記第１光学ヘッドとを光学的に接続する、第１光学ラインと、
前記第１光学ヘッドと前記切替器の前記複数のチャンネルの１つのチャンネルとを光学的に接続する、第２光学ラインと、
前記第１光学ラインの途中と前記第２光学ラインの途中とを光学的に接続する、第３光学ラインと、
前記第３光学ラインに配置されている第１光学フィルタと、
前記切替器の下流側に光学的に接続されている分光器と、
前記分光器により分光された波長の強度の測定データを受け取る制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記測定データに基づいて前記切替器の動作を監視するように構成されている、
基板研磨装置。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
請求項１に記載の基板研磨装置であって、
前記基板保持ヘッドに保持されている基板に向けて前記光源からの光を投光し、基板から反射した光を受光するように構成されている、前記研磨テーブル内に配置されている第２光学ヘッドと、
前記光源と前記第２光学ヘッドとを光学的に接続する、第４光学ラインと、
前記第２光学ヘッドと前記切替器の前記複数のチャンネルの他の１つのチャンネルとを光学的に接続する、第５光学ラインと、
前記第４光学ラインの途中と前記第５光学ラインの途中とを光学的に接続する、第６光学ラインと、
前記第６光学ラインに配置されている第２光学フィルタと、
を有する、基板研磨装置。
【請求項３】
請求項１に記載の基板研磨装置であって、
前記第１光学フィルタは、特定の波長幅のみを通過させるように構成されている、
基板研磨装置。
【請求項４】
請求項２に記載の基板研磨装置であって、
前記第１光学フィルタは、第１の波長幅のみを通過させるように構成され、
前記第２光学フィルタは、前記第１の波長幅とは異なる第２の波長幅のみを通過させるように構成される、
基板研磨装置。
【請求項５】
請求項１に記載の基板研磨装置であって、
前記第１光学フィルタは、前記光源に含まれる全ての波長を遮断するように構成されている、
基板研磨装置。
【請求項６】
請求項４に記載の基板研磨装置であって、
前記制御装置は、前記測定データに基づいて前記基板に保持された基板の表面状態を決定し、且つ、前記測定データに基づいて前記切替器の動作を監視するように構成されている、
基板研磨装置。
【請求項７】
請求項１に記載の基板研磨装置であって、
前記制御装置は、前記基板保持ヘッドの動作を制御するように構成されており、
前記制御装置は、基板を保持していない前記基板保持ヘッドにより前記光学ヘッドを覆った状態で、前記測定データに基づいて前記切替器の動作を監視するように構成されている、
基板研磨装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願は、基板研磨装置に関する。
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に、基板の表面を平坦化するために化学機械研磨（ＣＭＰ）装置が使用されている。半導体デバイスの製造に使用される基板は、多くの場合、円板形状である。ＣＭＰ装置は、一般に、研磨パッドを支持する研磨テーブルと、基板を研磨パットに押し付ける基板保持ヘッドと、スラリーを研磨パッド上に供給するスラリー供給ノズルを備えている。研磨テーブルを回転させながら、研磨テーブル上の研磨パッドにスラリーが供給され、基板保持ヘッドは、基板を研磨パットに押し付ける。ＣＭＰ装置においては、スラリーの存在下で基板を研磨パッドに押し付けながら相対移動させることで基板を研磨する。基板の表面は、スラリーの化学的作用と、スラリーに含まれる砥粒の機械的作用との組み合わせにより平坦化される。
【０００３】
基板の研磨は、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。ＣＭＰ装置は、絶縁膜やシリコン層などの非金属膜の厚さを測定するために、光学式表面監視システムを備えることがある。この光学式表面監視システムは、光源から発せられた光を基板の表面に導き、基板からの反射光の強度を分光器で測定し、反射光のスペクトルを解析することで、基板の表面状態を検出（例えば、基板の膜厚を測定、または基板の表面を構成する膜の除去を検出）するように構成される。
【０００４】
光学式表面監視システムには、光スイッチなどの切替器が使用されることがある。特に、光学式表面監視システムが複数の光学センサを備える場合には、複数の光学センサからの光信号を切替器により切り替えて分光器に入力することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－１４２３０３号公報
特開２０１８－１９４４２７号公報
特開２０１７－２２０６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
切替器の１つのチャンネルの出力に異常が発生した場合、切替器に異常が発生しているのか、切替器のチャンネルに接続されている上流にある伝送ライン、光センサ、光源などに異常が発生しているのか、即座には判別できない。これらを判別するには、基板研磨装置の動作を停止させ、各光学要素を検査する必要がある。そのため、基板研磨装置の稼働効率が低下することになる。
【０００７】
そこで、本願は、基板研磨装置の光学式表面監視システムに切替器を採用した場合にでも、相対的に簡易に切替器の動作を監視できるようにすることを１つの目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態によれば、基板研磨装置が提供され、かかる基板研磨装置は、研磨テーブルと、基板を保持するように構成されている基板保持ヘッドと、光源と、前記基板保持ヘッドに保持されている基板に向けて前記光源からの光を投光し、基板から反射した光を受光
するように構成されている、前記研磨テーブル内に配置されている第１光学ヘッドと、複数のチャンネルを備える切替器と、前記光源と前記第１光学ヘッドとを光学的に接続する、第１光学ラインと、前記第１光学ヘッドと前記切替器の前記複数のチャンネルの１つのチャンネルとを光学的に接続する、第２光学ラインと、前記第１光学ラインの途中と前記第２光学ラインの途中とを光学的に接続する、第３光学ラインと、前記第３光学ラインに配置されている第１光学フィルタと、前記切替器の下流側に光学的に接続されている分光器と、前記分光器により分光された波長の強度の測定データを受け取る制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記測定データに基づいて前記切替器の動作を監視するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、基板研磨装置の一実施形態を示す模式図である。
図２は、図１に示される基板研磨装置の詳細な構成の一実施形態を示す断面図である。
図３は、一参考例による、切替器を備える光学的表面監視システムの光学構成を示す概略図である。
図４は、一実施形態による切替器を備える光学的表面監視システムの光学構成を示す概略図である。
図５は、図３の参考例の光学構成において、分光器で分光および測定された光のスペクトルを示す図である。
図６は、光学フィルタにより切り出される光のスペクトルを示す図である。
図７は、図４に示される光学的表面監視システムの切替器のチャンネルｃｈ１に入力された光のスペクトルを示す図である。
図８は、一実施形態による、切替器を備える光学的表面監視システムの光学構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明に基板研磨装置の実施形態を添付図面とともに説明する。添付図面において、同一または類似の要素には同一または類似の参照符号が付され、各実施形態の説明において同一または類似の要素に関する重複する説明は省略することがある。また、各実施形態で示される特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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