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公開番号2025007984
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023109778
出願日2023-07-04
発明の名称研磨装置および研磨方法
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 55/06 20060101AFI20250109BHJP(研削;研磨)
要約【課題】本発明は、研磨パッドの光通過部から研磨液または研磨屑を除去することができる研磨装置を提供する。
【解決手段】研磨装置1は、光通過部33を有する研磨パッド2を支持する研磨テーブル3と、基板Wを研磨パッド2の研磨面2aに押し付ける研磨ヘッド5と、研磨テーブル3内に配置され、光通過部33を通じて光を基板Wに照射し、光通過部33を通じて基板Wからの反射光を受ける光学センサ21と、光通過部33上に光通過部33を覆う洗浄空間CSを形成し、洗浄空間CSを通じて光通過部33に洗浄流体を供給する洗浄部12を備えている。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
光通過部を有する研磨パッドを支持する研磨テーブルと、
基板を前記研磨パッドの研磨面に押し付ける研磨ヘッドと、
前記研磨テーブル内に配置され、前記光通過部を通じて光を前記基板に照射し、前記光通過部を通じて前記基板からの反射光を受ける光学センサと、
前記光通過部を覆う洗浄空間を前記光通過部上に形成し、前記洗浄空間を通じて前記光通過部に洗浄流体を供給する洗浄部を備えている、研磨装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記洗浄流体を前記洗浄空間から排出する流体排出ラインと、
前記洗浄部の動作を制御する動作制御部をさらに備え、
前記洗浄部は、
前記洗浄空間を内側に形成する洗浄カバーと、
前記洗浄流体を前記洗浄空間内に供給する洗浄ノズルと、
前記洗浄カバーを上下動させるアクチュエータを備え、
前記動作制御部は、前記アクチュエータに指令を与えて、前記洗浄カバーを前記研磨パッドの前記研磨面に接触するまで下降させて、前記洗浄カバーで前記光通過部を囲み、前記洗浄空間を閉塞するように構成されている、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記洗浄ノズルは、前記洗浄流体として液体を供給する液体ノズル、前記洗浄流体として流体の噴流を供給するジェットノズル、および前記洗浄流体として薬液を供給する薬液ノズルのうちの少なくとも１つを含む、請求項２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記洗浄部は、超音波を発生させる超音波振動子を備え、前記洗浄流体を介して前記超音波を伝播させるように構成されている、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記洗浄部は、前記洗浄空間を内側に形成する洗浄カバーをさらに備え、
前記超音波振動子は、前記洗浄カバーに配置されている、請求項４に記載の研磨装置。
【請求項６】
前記洗浄部は、前記洗浄流体を前記洗浄空間内に供給する洗浄ノズルをさらに備え、
前記超音波振動子は、前記洗浄ノズルに配置されている、請求項４に記載の研磨装置。
【請求項７】
前記光通過部は、前記研磨パッドに形成された通孔である、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項８】
前記洗浄流体を前記洗浄空間から排出する流体排出ラインをさらに備え、
前記流体排出ラインは、前記通孔に連通し、前記洗浄空間から前記通孔を通じて前記洗浄流体を排出するように構成されている、請求項７に記載の研磨装置。
【請求項９】
前記光通過部は、光の透過を許容する材料から構成された透明窓である、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項１０】
前記洗浄流体を前記洗浄空間から排出する流体排出ラインをさらに備え、
前記洗浄部は、前記洗浄空間を内側に形成する洗浄カバーを備え、
前記流体排出ラインは、前記洗浄カバーの内面に形成された開口部に連通し、前記洗浄空間から前記開口部を通じて前記洗浄流体を排出するように構成されている、請求項９に記載の研磨装置。
（【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研磨装置および研磨方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程では、ウェーハ等の基板の表面を研磨する化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）装置が使用されている。ＣＭＰ装置は、研磨テーブル上に貼り付けられた研磨パッドと、基板を研磨パッドの研磨面に押し付けるための研磨ヘッドを備えている。ＣＭＰ装置は、研磨液（例えば、スラリー）を研磨パッド上に供給しながら、研磨ヘッドにより基板を研磨パッドの研磨面に押し付けて、基板の表面と研磨パッドの研磨面を摺接させる。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って、平坦化される。
【０００３】
基板の研磨は、基板の表面を構成する膜（絶縁膜、シリコン層など）が研磨され、その膜厚が目標膜厚に達したときに終了される。研磨装置は、基板の膜厚を測定するために、光学膜厚測定装置を備える。光学膜厚測定装置は、研磨テーブル内に配置された光学センサにより、基板に光を照射し、基板からの反射光を受けて、分光器により測定された反射光の強度に基づいて、基板の膜厚を決定するように構成される。研磨パッドは、光学センサから基板に照射される光、および基板からの反射光を通過させるための光通過部として、通孔または透明窓を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１０４１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、基板の研磨を行うにつれて、研磨パッドの光通過部（通孔または透明窓）に研磨液または研磨屑が付着して、光通過部を通過する基板からの反射光の強度が低下することがある。
【０００６】
そこで、本発明は、研磨パッドの光通過部から研磨液または研磨屑を除去することができる研磨装置および研磨方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様では、光通過部を有する研磨パッドを支持する研磨テーブルと、基板を前記研磨パッドの研磨面に押し付ける研磨ヘッドと、前記研磨テーブル内に配置され、前記光通過部を通じて光を前記基板に照射し、前記光通過部を通じて前記基板からの反射光を受ける光学センサと、前記光通過部を覆う洗浄空間を前記光通過部上に形成し、前記洗浄空間を通じて前記光通過部に洗浄流体を供給する洗浄部を備えている、研磨装置が提供される。
一態様では、前記研磨装置は、前記洗浄流体を前記洗浄空間から排出する流体排出ラインと、前記洗浄部の動作を制御する動作制御部をさらに備え、前記洗浄部は、前記洗浄空間を内側に形成する洗浄カバーと、前記洗浄流体を前記洗浄空間内に供給する洗浄ノズルと、前記洗浄カバーを上下動させるアクチュエータを備え、前記動作制御部は、前記アクチュエータに指令を与えて、前記洗浄カバーを前記研磨パッドの前記研磨面に接触するまで下降させて、前記洗浄カバーで前記光通過部を囲み、前記洗浄空間を閉塞するように構成されている。
【０００８】
一態様では、前記洗浄ノズルは、前記洗浄流体として液体を供給する液体ノズル、前記洗浄流体として流体の噴流を供給するジェットノズル、および前記洗浄流体として薬液を供給する薬液ノズルのうちの少なくとも１つを含む。
一態様では、前記洗浄部は、超音波を発生させる超音波振動子を備え、前記洗浄流体を介して前記超音波を伝播させるように構成されている。
一態様では、前記洗浄部は、前記洗浄空間を内側に形成する洗浄カバーをさらに備え、前記超音波振動子は、前記洗浄カバーに配置されている。
一態様では、前記洗浄部は、前記洗浄流体を前記洗浄空間内に供給する洗浄ノズルをさらに備え、前記超音波振動子は、前記洗浄ノズルに配置されている。
【０００９】
一態様では、前記光通過部は、前記研磨パッドに形成された通孔である。
一態様では、前記研磨装置は、前記洗浄流体を前記洗浄空間から排出する流体排出ラインをさらに備え、前記流体排出ラインは、前記通孔に連通し、前記洗浄空間から前記通孔を通じて前記洗浄流体を排出するように構成されている。
一態様では、前記光通過部は、光の透過を許容する材料から構成された透明窓である。
一態様では、前記研磨装置は、前記洗浄流体を前記洗浄空間から排出する流体排出ラインをさらに備え、前記洗浄部は、前記洗浄空間を内側に形成する洗浄カバーを備え、前記流体排出ラインは、前記洗浄カバーの内面に形成された開口部に連通し、前記洗浄空間から前記開口部を通じて前記洗浄流体を排出するように構成されている。
【００１０】
一態様では、前記洗浄部は、前記洗浄カバーに加わる荷重を測定する荷重測定器をさらに備え、前記動作制御部は、前記荷重測定器によって測定された前記荷重が荷重目標値に到達するまで、前記アクチュエータに指令を与えて、前記洗浄カバーを下降させるように構成されている。
一態様では、前記研磨テーブルを回転させるテーブルモータと、前記洗浄部を水平移動させる洗浄部水平移動機構をさらに備え、前記動作制御部は、前記テーブルモータおよび前記洗浄部水平移動機構の動作を制御するように構成され、前記テーブルモータおよび前記洗浄部水平移動機構に指令を与えて、前記光通過部の位置が前記洗浄カバーの位置と一致するように、前記研磨テーブルを回転させ、かつ前記洗浄部を水平移動させるように構成されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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