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公開番号2025021626
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-14
出願番号2023125457
出願日2023-08-01
発明の名称研磨装置
出願人株式会社荏原製作所
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B24B 55/06 20060101AFI20250206BHJP(研削;研磨)
要約【課題】研磨液の砥粒やワークピースの研磨屑が光学センサヘッドに付着すること防ぎ、ワークピースの膜厚の測定精度を向上させることができる研磨装置を提供する。
【解決手段】研磨装置は、通孔4が形成された研磨パッド2を支持する研磨テーブル3と、ワークピースWを研磨パッド2に押し付ける研磨ヘッド1と、研磨パッド2の下方に配置された光学センサヘッド25を有する光学膜厚測定システム20と、光学センサヘッド25に向かって洗浄液を放出するセンサヘッド洗浄ノズル40を備えている。センサヘッド洗浄ノズル40は、研磨テーブル3内に配置され、光学センサヘッド25を向いている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
通孔が形成された研磨パッドを支持する研磨テーブルと、
ワークピースを前記研磨パッドに押し付ける研磨ヘッドと、
前記研磨パッドの下方に配置された光学センサヘッドを有する光学膜厚測定システムと、
前記光学センサヘッドに向かって洗浄液を放出するセンサヘッド洗浄ノズルを備えており、
前記センサヘッド洗浄ノズルは、前記研磨テーブル内に配置され、前記光学センサヘッドを向いている、研磨装置。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記センサヘッド洗浄ノズルは、前記光学センサヘッドよりも高い位置に配置されている、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記センサヘッド洗浄ノズルは、水平方向に対して下方に傾いている、請求項２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記センサヘッド洗浄ノズルは、前記光学センサヘッドと同じ高さに配置されている、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記センサヘッド洗浄ノズルは、水平方向を向いている、請求項４に記載の研磨装置。
【請求項６】
前記研磨装置は、前記通孔に透明液を供給する透明液流入路をさらに備えており、
前記光学センサヘッドは、前記透明液流入路内に配置されており、
前記センサヘッド洗浄ノズルは、前記透明液流入路に連通している、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項７】
前記センサヘッド洗浄ノズルは、前記洗浄液の扇状の噴流を形成するように構成された扇型ノズルである、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項８】
前記センサヘッド洗浄ノズルは、前記光学センサヘッドの周囲に配置された複数の洗浄液放出口を有するマルチノズルである、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項９】
前記センサヘッド洗浄ノズルは、洗浄液供給源に連結されており、前記洗浄液供給源は、純水供給源または薬液供給源である、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項１０】
前記センサヘッド洗浄ノズルに供給される前記洗浄液に超音波を印加する超音波振動子をさらに備えている、請求項１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、配線基板、角基板などのワークピースを研磨するための技術に関し、特にワークピースを研磨するための研磨パッドの通孔を通じて光をワークピースに導き、ワークピースからの反射光のスペクトルに基づいてワークピースの膜厚を測定する技術に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程では、ウェーハ等のワークピース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、研磨パッドが貼り付けられた研磨テーブルと、ワークピース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、研磨ヘッドによりワークピースを研磨パッドの研磨面に押し付けて、ワークピースの表面と研磨パッドの研磨面を摺接させる。ワークピースの表面は、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研磨される。
【０００３】
ワークピースの研磨は、その表面を構成する膜（絶縁膜、シリコン層など）の厚さが目標膜厚に達したときに終了される。研磨装置は、ワークピースの膜厚を測定するために、光学膜厚測定システムを備える。光学膜厚測定システムは、研磨テーブル内に配置された光学センサヘッドにより、ワークピースに光を照射し、ワークピースからの反射光を受け、反射光の強度から反射光のスペクトルを生成し、反射光のスペクトルに基づいて、ワークピースの膜厚を決定するように構成される。
【０００４】
光学膜厚測定システムによる膜厚測定を安定させるためには、光の経路が清浄に保たれていることが必要である。例えば、特許文献１には、光の経路を透明液により満たすことで研磨液や研磨屑の侵入を制限することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特表２００６－５２５８７８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、研磨液に含まれる砥粒やワークピースの研磨屑は、通常、透明液よりも大きな比重を有しており、砥粒および研磨屑が光学センサヘッドに付着することがある。砥粒および研磨屑が光学センサヘッドに付着すると、ワークピースからの反射光の強度の測定値が低下し、光学膜厚測定システムは膜厚を正確に測定することができない。
【０００７】
そこで、本発明は、研磨液の砥粒やワークピースの研磨屑が光学センサヘッドに付着すること防ぎ、ワークピースの膜厚の測定精度を向上させることができる研磨装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様では、通孔が形成された研磨パッドを支持する研磨テーブルと、ワークピースを前記研磨パッドに押し付ける研磨ヘッドと、前記研磨パッドの下方に配置された光学センサヘッドを有する光学膜厚測定システムと、前記光学センサヘッドに向かって洗浄液を放出するセンサヘッド洗浄ノズルを備えており、前記センサヘッド洗浄ノズルは、前記研磨テーブル内に配置され、前記光学センサヘッドを向いている、研磨装置が提供される。
【０００９】
一態様では、前記センサヘッド洗浄ノズルは、前記光学センサヘッドよりも高い位置に配置されている。
一態様では、前記センサヘッド洗浄ノズルは、水平方向に対して下方に傾いている。
一態様では、前記センサヘッド洗浄ノズルは、前記光学センサヘッドと同じ高さに配置されている。
一態様では、前記センサヘッド洗浄ノズルは、水平方向を向いている。
一態様では、前記研磨装置は、前記通孔に透明液を供給する透明液流入路をさらに備えており、前記光学センサヘッドは、前記透明液流入路内に配置されており、前記センサヘッド洗浄ノズルは、前記透明液流入路に連通している。
一態様では、前記センサヘッド洗浄ノズルは、前記洗浄液の扇状の噴流を形成するように構成された扇型ノズルである。
一態様では、前記センサヘッド洗浄ノズルは、前記光学センサヘッドの周囲に配置された複数の洗浄液放出口を有するマルチノズルである。
【００１０】
一態様では、前記センサヘッド洗浄ノズルは、洗浄液供給源に連結されており、前記洗浄液供給源は、純水供給源または薬液供給源である。
一態様では、前記センサヘッド洗浄ノズルに供給される前記洗浄液に超音波を印加する超音波振動子をさらに備えている。
一態様では、前記研磨装置は、前記センサヘッド洗浄ノズルに連結された流量調節弁と、前記流量調節弁の動作を制御する動作制御部をさらに備え、前記動作制御部は、前記ワークピースの研磨中において前記ワークピースが前記光学センサヘッドの上方にあるときに前記流量調節弁に指令を与えて前記洗浄液を第１の流量で前記センサヘッド洗浄ノズルから放出させ、前記ワークピースの研磨中において前記ワークピースが前記光学センサヘッドの上方にないときに前記流量調節弁に指令を与えて前記洗浄液を第２の流量で前記センサヘッド洗浄ノズルから放出させるように構成されており、前記第２の流量は前記第１の流量よりも大きい。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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