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公開番号2025025178
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2023129735
出願日2023-08-09
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 20120101AFI20250214BHJP(研削;研磨)
要約【課題】音響センサが研磨音を精度よく検出することが可能な研磨装置を提供する。
【解決手段】研磨装置は、研磨テーブル3に形成された第1貫通孔15に挿入され、基板の研磨中の研磨音を検出して、研磨音を表す信号を出力する音響センサ30と、研磨テーブル3からの研磨音の伝達を阻害しつつ、音響センサ30を研磨テーブル3に支持させるための弾性部材45を少なくとも含む支持治具43と、音響センサ30から出力される信号に基づいて、前記基板の研磨状態を監視するコントローラ9と、を備える。研磨パッド2には、第1貫通孔15と連通し、液体で充たされる少なくとも1つの第2貫通孔17が形成されており、音響センサ30は、第2貫通孔17と対向する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
基板を研磨テーブルに支持された研磨パッドに押し付けて、該基板を研磨する研磨装置であって、
前記研磨テーブルに形成された第１貫通孔に挿入され、前記基板の研磨中の研磨音を検出して、前記研磨音を表す信号を出力する音響センサと、
前記研磨テーブルからの前記研磨音の伝達を阻害しつつ、前記音響センサを前記研磨テーブルに支持させるための弾性部材を少なくとも含む支持治具と、
前記音響センサから出力される信号に基づいて、前記基板の研磨状態を監視するコントローラと、を備え、
前記研磨パッドには、前記第１貫通孔と連通し、液体で充たされる少なくとも１つの第２貫通孔が形成されており、
前記音響センサは、前記第２貫通孔と対向する、研磨装置。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
前記音響センサは、
センサ本体と、
前記センサ本体と接触する音伝達部材と、
前記音伝達部材が前記第２貫通孔と対向するように、前記音伝達部材が挿入される挿入孔を備えたセンサカバーと、
前記センサカバーからの前記研磨音の伝達を阻害しつつ、前記音伝達部材を前記センサカバーの挿入孔に支持させるための支持部材と、を含む、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記支持治具は、さらに、
前記音響センサを支持するための台と、
前記台を前記研磨テーブルに連結させる連結部材と、
前記台からの前記研磨音の伝達を阻止するために、前記台と前記音響センサとの間に配置される伝達阻止部材と、を含む、請求項２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記音伝達部材は、前記研磨テーブルの音伝搬速度よりも速い音伝搬速度を有する材料から形成される、請求項２に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記センサカバーは、前記音伝達部材の音伝搬速度よりも遅い音伝搬速度を有する材料から形成される、請求項２に記載の研磨装置。
【請求項６】
前記弾性部材は、前記音響センサと前記研磨テーブルとの間の隙間をシールする第１シール部材としても機能し、
前記支持部材は、前記音伝達部材と前記センサカバーとの間の隙間をシールする第２シール部材としても機能する、請求項２に記載の研磨装置。
【請求項７】
前記第２貫通孔に前記液体を供給するための液体供給ラインをさらに備える、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、ウエハなどの基板の表面を研磨する研磨装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程では、ウエハなどの基板の表面を研磨処理する研磨装置が広く使用されている。この種の研磨装置では、基板はトップリングまたは研磨ヘッドと称される基板保持装置により保持された状態で回転する。この状態で、研磨パッドとともに研磨テーブルを回転させながら、基板の表面を研磨パッドの研磨面に押し付け、研磨液の存在下で基板の表面を研磨面に摺接させることで、基板の表面が研磨される。基板表面の研磨により、基板表面の膜厚が所定値に達したこと、あるいは下地層（例えばストッパ層）が表れたことが検出されると、基板の研磨処理が終了される。
【０００３】
このような研磨処理においては、加工後の基板表面の膜厚を正確に制御することが求められており、そのために基板の研磨処理の終了（研磨終点）を正確に検出することが重要とされる。研磨終点を検出するために様々な方法が検討されており、例えば、音響センサを用いて研磨音の変化を検出することで、研磨終点を決定することも提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１は、研磨パッドが貼り付けられた研磨テーブルの下部に、音響センサが設けられた基板処理装置を開示しており、この音響センサは、基板の研磨中に研磨テーブルおよび研磨パッドを介して伝達される弾性波を検出して、電気信号（音響信号）を出力する。特許文献１に記載の基板処理装置では、この音響センサが出力する電気信号を用いて研磨終点を精度よく検出している。なお、研磨音の変化を、基板の研磨処理の異常および／または研磨装置の異常の発生を検出するのに用いることもある。本明細書では、基板の研磨処理の異常および／または研磨装置の異常を、単に「研磨異常」と称し、さらに、研磨異常および研磨終点を含む基板の研磨の進捗状況を、単に「研磨状態」と称する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－１２７８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
研磨状態（すなわち、研磨終点および／または研磨異常の発生の有無）を精度よく検出するためには、音響センサが研磨音を正確に検出する必要がある。そのため、音響センサの取付位置が重要となってくる。例えば、音響センサが取得する研磨音が小さすぎると、研磨終点および／または研磨異常の発生を精度よく検出できないおそれがある。
【０００７】
音響センサが研磨テーブルの下部に設置される場合は、研磨パッドの上面である研磨面で発生する研磨音は、研磨パッドおよび研磨テーブルなどの複数の材料を介して音響センサに伝搬される。この際、異なる材料に研磨音が入射するたびに研磨音の一部が反射して、音響センサに到達すべき研磨音が減衰し、その結果、精度よい研磨状態の検出に不具合が生じてしまうおそれがある。
【０００８】
音響センサが空気中の音を検出する自由音場（例えば、研磨パッドの上方位置など）に配置されている場合、音響センサには、多くの外乱（研磨音以外の音）が入力される。そのため、音響センサに入力された音から研磨音のみを抽出する必要があり、複雑なアルゴリズムが必要となったり、複数の音響センサを研磨装置内に設置する必要があったりする。さらに、音響センサが研磨音を感度良く計測するためには、音源に可能な限り近い位置に音響センサを配置する必要があり、音響センサの設置位置に制限が生じることが多い。
【０００９】
そこで、本発明は、音響センサが研磨音を精度よく検出することが可能な研磨装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一態様では、基板を研磨テーブルに支持された研磨パッドに押し付けて、該基板を研磨する研磨装置であって、前記研磨テーブルに形成された第１貫通孔に挿入され、前記基板の研磨中の研磨音を検出して、前記研磨音を表す信号を出力する音響センサと、前記研磨テーブルからの前記研磨音の伝達を阻害しつつ、前記音響センサを前記研磨テーブルに支持させるための弾性部材を少なくとも含む支持治具と、前記音響センサから出力される信号に基づいて、前記基板の研磨状態を監視するコントローラと、を備え、前記研磨パッドには、前記第１貫通孔と連通し、液体で充たされる少なくとも１つの第２貫通孔が形成されており、前記音響センサは、前記第２貫通孔と対向する、研磨装置が提供される。
（【００１１】以降は省略されています）

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