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公開番号2024149400
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2024040018
出願日2024-03-14
発明の名称パッド表面判定方法およびパッド表面判定システム
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 37/34 20120101AFI20241010BHJP(研削;研磨)
要約【課題】研磨パッドの研磨面に形成されている溝や穴などの凹部内の状態を含む研磨パッドの表面性状を適切に判定することができるパッド表面判定方法を提供する。
【解決手段】本パッド表面判定方法は、複数の光源51,52,53から複数の光を異なる入射角で研磨パッド2の研磨面2a内のターゲット領域Tに照射し、ターゲット領域Tからの複数の反射光を撮像装置59で受け、異なる入射角に対応する複数の画像を撮像装置59により生成し、複数の画像のうちの少なくとも1つに基づいて研磨パッド2の表面性状を判定する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
凹部が形成された研磨面を有する、基板を研磨するための研磨パッドの表面性状を判定するパッド表面判定方法であって、
複数の光源から複数の光を異なる入射角で前記研磨面内のターゲット領域に照射し、
前記ターゲット領域からの複数の反射光を撮像装置で受け、
前記異なる入射角に対応する複数の画像を前記撮像装置により生成し、
前記複数の画像のうちの少なくとも１つに基づいて前記研磨パッドの表面性状を判定する、パッド表面判定方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記研磨パッドの表面性状を判定する工程は、前記少なくとも１つの画像からパッド表面指標値を生成する工程を含む、請求項１に記載のパッド表面判定方法。
【請求項３】
前記パッド表面指標値は、画像の輝度情報に基づいて算定される、請求項２に記載のパッド表面判定方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの画像から前記パッド表面指標値を生成する工程は、
前記複数の画像から差分画像または除算画像を作成し、
前記差分画像または前記除算画像の輝度情報に基づいて前記パッド表面指標値を算定する工程である、請求項３に記載のパッド表面判定方法。
【請求項５】
前記異なる入射角のうちの少なくとも１つは、前記研磨面に形成されている前記凹部のアスペクト比から定まる角度よりも小さい、請求項１に記載のパッド表面判定方法。
【請求項６】
前記複数の光源からの前記複数の光は、第１の光源から発せられる第１の波長範囲内の波長を有する第１の光と、第２の光源から発せられる第２の波長範囲内の波長を有する第２の光を含み、
前記第１の波長範囲および前記第２の波長範囲は、互いに異なる、請求項１に記載のパッド表面判定方法。
【請求項７】
前記第１の光源および前記第２の光源は、前記第１の光および前記第２の光を、前記異なる入射角で同時に前記ターゲット領域に照射する、請求項６に記載のパッド表面判定方法。
【請求項８】
前記異なる入射角に対応する前記複数の画像を前記撮像装置により同時に生成する、請求項６に記載のパッド表面判定方法。
【請求項９】
複数の光を前記ターゲット領域に照射すること、複数の反射光から複数の画像を前記撮像装置により生成することを繰り返すことで、前記異なる入射角に対応する複数グループの複数の時間差画像を取得することをさらに含み、
前記パッド表面指標値を生成する工程は、同じ入射角のグループ内の複数の時間差画像から差分画像または除算画像を生成し、前記差分画像または前記除算画像の輝度情報に基づいて前記パッド表面指標値を算定する工程である、請求項２に記載のパッド表面判定方法。
【請求項１０】
複数の光を前記ターゲット領域に照射すること、複数の反射光から複数の画像を前記撮像装置により生成すること、および前記パッド表面指標値を生成することを繰り返すことで、複数のパッド表面指標値を取得し、
前記複数のパッド表面指標値の分散を算定することをさらに含む、請求項２に記載のパッド表面判定方法。
（【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を研磨するための研磨パッドの表面性状を判定するパッド表面判定方法およびパッド表面判定システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程において、半導体デバイス表面の平坦化がますます重要になっている。この表面の平坦化において最も重要な技術は、化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）である。化学機械研磨（以下、ＣＭＰという）は、シリカ（ＳｉＯ
２
）等の砥粒を含んだ研磨液を研磨パッドの研磨面上に供給しつつウェーハなどの基板を研磨面に摺接させて該基板を研磨するプロセスである。
【０００３】
ＣＭＰを行うための研磨装置は、研磨面を有する研磨パッドを支持する研磨テーブルと、基板を研磨パッドに押し付ける研磨ヘッドを備えている。研磨装置は、次のようにして基板を研磨する。研磨テーブルおよび研磨パッドを一体に回転させながら、研磨液（典型的にはスラリー）を研磨パッドの研磨面に供給する。研磨ヘッドは基板を回転させながら、基板の表面を研磨パッドの研磨面に対して押し付ける。基板は、研磨液の存在下で研磨パッドに摺接される。基板の表面は、研磨液の化学的作用と、研磨液に含まれる砥粒および／または研磨パッドの機械的作用により、研磨される。
【０００４】
基板の研磨を行うと、研磨パッドの研磨面には砥粒や研磨屑が付着し、研磨性能が低下する。そこで、研磨パッドの研磨面を再生するために、ドレッサによる研磨パッドのドレッシング（コンディショニング）が行なわれる。ドレッサは、その下面に固定されたダイヤモンド粒子などの硬質の砥粒を有しており、このドレッサで研磨パッドの研磨面を削り取ることにより、研磨パッドの研磨面を再生する。
【０００５】
研磨パッドは、基板の研磨および研磨パッドのドレッシングを繰り返すにつれて徐々に減耗していく。研磨パッドが減耗すると、意図した研磨性能が得られなくなるため、研磨パッドを定期的に交換することが必要となる。そこで、研磨パッドの使用時間が、予め定められた時間を超えたとき、または研磨された基板の枚数が、予め定められた数を超えたときに、研磨パッドが新たなものに交換される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１４－１７２１５３号公報
国際公開第２００５－０７２９１０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、研磨パッドの使用時間および研磨された基板の枚数は、研磨パッドの減耗を間接的に表しているにすぎず、研磨パッドの減耗を適切に反映していないことがある。そのため、まだ寿命に到達していない研磨パッドが交換されること、あるいは使用限界を超えて減耗した研磨パッドが使用され続けることがある。
【０００８】
研磨パッドの寿命は、研磨パッドの減耗のみならず、研磨パッドの研磨面に形成されている溝の深さや溝の詰まりにも影響される。特に、多数の基板を研磨パッド上で研磨するにつれて、研磨液を保持するために形成されている上記溝内に研磨屑が徐々に堆積する。溝が研磨屑で埋まると、研磨パッドはその研磨面上に研磨液を保持しにくくなる。結果として、基板の研磨レート（除去レートともいう）が低下する。
【０００９】
そこで、本発明は、研磨パッドの研磨面に形成されている溝や穴などの凹部内の状態を含む研磨パッドの表面性状を適切に判定することができるパッド表面判定方法およびパッド表面判定システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一態様では、凹部が形成された研磨面を有する、基板を研磨するための研磨パッドの表面性状を判定するパッド表面判定方法であって、複数の光源から複数の光を異なる入射角で前記研磨面内のターゲット領域に照射し、前記ターゲット領域からの複数の反射光を撮像装置で受け、前記異なる入射角に対応する複数の画像を前記撮像装置により生成し、前記複数の画像のうちの少なくとも１つに基づいて前記研磨パッドの表面性状を判定する、パッド表面判定方法が提供される。
（【００１１】以降は省略されています）

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