特許ウォッチ

公開番号2025023557
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-17
出願番号2023127806
出願日2023-08-04
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 37/013 20120101AFI20250207BHJP(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、研磨テーブル3に取り付けら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、通孔4に透明液を供給する透明液流入路50と、通孔4に連通する投光側透明液流出路51および受光側透明液流出路52を備える。光学センサヘッド25は、光を斜め上方に発する投光面71と、ワークピースWからの反射光を受ける受光面72を有しており、投光面71は投光側透明液流出路51に面しており、受光面72は受光側透明液流出路28に面している。
【選択図】図5
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、
前記研磨テーブルに取り付けら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、
前記通孔に透明液を供給する透明液流入路と、
前記通孔に連通する投光側透明液流出路および受光側透明液流出路を備え、
前記光学センサヘッドは、光を斜め上方に発する投光面と、前記ワークピースからの反射光を受ける受光面を有しており、
前記投光面は前記投光側透明液流出路に面しており、前記受光面は前記受光側透明液流出路に面している、研磨装置。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記投光面および前記受光面は、斜め上方を向いている、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記投光面は前記投光側透明液流出路内に位置し、前記受光面は前記受光側透明液流出路内に位置している、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記透明液流入路は、前記投光側透明液流出路と前記受光側透明液流出路との間に位置している、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記投光側透明液流出路および前記受光側透明液流出路は、前記透明液流入路に関して対称に配置されている、請求項４に記載の研磨装置。
【請求項６】
前記透明液流入路は、透明液供給源に連結されており、前記透明液供給源は、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７】
前記透明液流入路を流れる前記透明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８】
前記透明液流入路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通孔上にあるときに前記流量調節弁に指令を与えて前記透明液を第１の流量で前記通孔に供給させ、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通孔上にないときに前記流量調節弁に指令を与えて前記透明液を第２の流量で前記通孔に供給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の流量よりも小さい、請求項１に記載の研磨装置。

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 2,200 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】
特開２００３－１９７５８７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、前記研磨テーブルに取り付けら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、前記通孔に透明液を供給する透明液流入路と、前記通孔に連通する投光側透明液流出路および受光側透明液流出路を備え、前記光学センサヘッドは、光を斜め上方に発する投光面と、前記ワークピースからの反射光を受ける受光面を有しており、前記投光面は前記投光側透明液流出路に面しており、前記受光面は前記受光側透明液流出路に面している、研磨装置が提供される。
【０００９】
一態様では、前記投光面および前記受光面は、斜め上方を向いている。
一態様では、前記投光面は前記投光側透明液流出路内に位置し、前記受光面は前記受光側透明液流出路内に位置している。
一態様では、前記透明液流入路は、前記投光側透明液流出路と前記受光側透明液流出路との間に位置している。
一態様では、前記投光側透明液流出路および前記受光側透明液流出路は、前記透明液流入路に関して対称に配置されている。
一態様では、前記透明液流入路は、透明液供給源に連結されており、前記透明液供給源は、純水供給源または薬液供給源である。
一態様では、前記透明液流入路を流れる前記透明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、前記透明液流入路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通孔上にあるときに前記流量調節弁に指令を与えて前記透明液を第１の流量で前記通孔に供給させ、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通孔上にないときに前記流量調節弁に指令を与えて前記透明液を第２の流量で前記通孔に供給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の流量よりも小さい。
【発明の効果】
【００１０】
透明液供給路から研磨パッドの通孔内に供給された透明液は、投光側透明液流出路および受光側透明液流出路に向かう流れを形成する。光学センサヘッドの投光面および受光面は、投光側透明液流出路および受光側透明液流出路にそれぞれ面しているので、投光側透明液流出路および受光側透明液流出路内の透明液の流れは、光学センサヘッドの投光面および受光面に接触し、投光面および受光面を洗浄することができる。光学センサヘッドは、光をワークピースに導き、ワークピースからの反射光を受け、光学膜厚測定システムは、ワークピースからの反射光の強度に基づいて、ワークピースの膜厚を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許