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公開番号2025089768
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-16
出願番号2023204613
出願日2023-12-04
発明の名称基板研磨方法及び基板研磨装置
出願人株式会社荏原製作所
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類B24B 53/00 20060101AFI20250609BHJP(研削;研磨)
要約【課題】研磨処理後の研磨部材をドレッシングする研磨装置において、研磨部材のカットレートのばらつきを抑制する。
【解決手段】予め設定された複数の設定ドレス条件にて研磨部材をドレッシングする第1のドレッシングを行い、個々の設定ドレス条件について、研磨部材の表面高さの測定値に基づき研磨部材の第1カットレートを測定し、設定ドレス条件と前記第1カットレートとを関連付けて関係性データとして記憶する。関係性データに基づき、目標カットレートに対応する第1ドレス条件を適用して基板の研磨を行うとともに、研磨部材の表面高さの測定値に基づき研磨部材の第2カットレートを測定する。第2カットレートの前記目標カットレートからの変化及び前記関係性データに基づき、目標カットレートに対応する第2ドレス条件を取得し、第2ドレス条件を適用して基板の研磨を行う、
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
基板の研磨装置に使用される研磨部材を基板に当接させて基板の研磨を行う基板研磨方法であって、
予め設定された複数の設定ドレス条件にて前記研磨部材をドレッシングする第１のドレッシングを行い、
個々の設定ドレス条件について、前記研磨部材の表面高さの測定値に基づき前記研磨部材の第１カットレートを測定し、
前記設定ドレス条件と前記第１カットレートとを関連付けて関係性データとして記憶し、
目標カットレートに対応する第１ドレス条件を適用して基板の研磨を行うとともに、前記研磨部材の表面高さの測定値に基づき前記研磨部材の第２カットレートを測定し、
前記第２カットレートの前記目標カットレートからの変化に基づき前記関係性データを補正し、補正後の関係性データに基づいて前記目標カットレートに対応する第２ドレス条件を取得し、
前記第２ドレス条件を適用して基板の研磨を行う、基板研磨方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記設定ドレス条件と前記第１カットレートに基づき、前記設定ドレス条件とは異なるドレス条件に対応するカットレートを算出して関係性データとして記憶することを特徴とする、請求項１記載の基板研磨方法。
【請求項３】
前記目標カットレートは、予め決められた値であることを特徴とする、請求項１記載の基板研磨方法。
【請求項４】
前記目標カットレートは、予め決められた第１ドレス条件を適用して第１のドレッシングを行った際に取得された第１カットレートであることを特徴とする、請求項１記載の基板研磨方法。
【請求項５】
前記第２カットレートの前記目標カットレートからの変化率が所定値を超えた場合に、前記第２ドレス条件を取得することを特徴とする、請求項１記載のドレッシング方法。
【請求項６】
前記ドレス条件は、前記ドレッサの回転速度及びドレス荷重であることを特徴とする、請求項１記載のドレッシング方法。
【請求項７】
前記第２のドレス条件の設定は、前記ドレッサの回転速度及びドレス荷重の双方を補正することにより行われることを特徴とする、請求項６記載のドレッシング方法。
【請求項８】
基板の研磨装置に使用される研磨部材を基板に当接させて基板の研磨を行う基板研磨方法であって、
予め設定された複数の設定ドレス条件にて前記研磨部材をドレッシングする第１のドレッシングを行い、
個々の設定ドレス条件について、前記研磨部材の表面高さの測定値に基づき前記研磨部材の第１カットレートを測定し、
前記設定ドレス条件と前記第１カットレートとを関連付けて関係性データとして記憶し、
目標カットレートに対応する第１ドレス条件を適用して基板の研磨を行うとともに、前記研磨部材の表面高さの測定値に基づき前記研磨部材の第２カットレートを測定し、
前記第２カットレートの前記目標カットレートからの変化に基づき前記目標カットレートを変更し、変更後の前記目標カットレートに対応する前記関係性データに基づいて第２ドレス条件を取得し、
前記第２ドレス条件を適用して基板の研磨を行う、基板研磨方法。
【請求項９】
前記設定ドレス条件と前記第１カットレートに基づき、前記設定ドレス条件とは異なるドレス条件に対応するカットレートを算出して関係性データとして記憶することを特徴とする、請求項８記載の基板研磨方法。
【請求項１０】
前記目標カットレートは、予め決められた値であることを特徴とする、請求項８記載の基板研磨方法。
（【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、ウェハなどの基板を研磨する基板研磨方法及び基板研磨装置に関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス用の基板の表面を平坦化する方法の一つとして、化学機械研磨（ＣＭＰ）装置による研磨がある。化学機械研磨装置は、研磨部材（研磨布、研磨パッド等）と、基板等の研磨対象物を保持する保持部（トップリング、研磨ヘッド、チャック等）とを有している。そして、研磨対象物の表面（被研磨面）を研磨部材の表面に押し当て、研磨部材と研磨対象物との間に研磨液（砥液、薬液、スラリー、純水等）を供給しつつ、研磨部材と研磨対象物とを相対運動させることにより、研磨対象物の表面を平坦に研磨する。
【０００３】
このような研磨部材の材料として、一般に、表面には微細な凹凸が形成された発泡樹脂や不織布が用いられる。この微細な凹凸は、目詰まり防止や研磨抵抗の低減に効果的なチップポケットとして作用する。しかし、研磨部材で研磨対象物の研磨を続けると、研磨部材表面の微細な凹凸が潰れてしまい、研磨レートの低下を引き起こす。このため、ダイヤモンド粒子などの多数の砥粒を電着させたドレッサで研磨部材表面のドレッシング（目立て）を行い、研磨部材表面に微細な凹凸を再形成する。
【０００４】
研磨部材のドレッシングでは、回転するドレッサを研磨部材の径方向に移動させながら、当該研磨部材に押し付けることから、微量ではあるが研磨部材の表面が削り取られる。したがって、適切にドレッシングが行われないと研磨部材の表面に不適切なうねりが生じ、基板の被研磨面内に対する研磨レートのばらつきの原因となるため、ドレッシングを適切に行う必要がある。
【０００５】
例えば、特許文献１には、ドレッサによる研磨パッドのカットレート（単位時間あたりの研磨パッドの摩耗量）を測定するカットレート測定手段を設けるとともに、測定された研磨パッドのカットレートをドレッサ駆動制御手段によるドレス条件にフィードバックするようにした研磨パッドのドレッシング方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１０－１６２６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献では、測定された研磨パッドのカットレートに対して、具体的にどのようにしてドレス条件にフィードバックするかは何ら記載がない。ドレス条件の調整は、研磨パッド上を通過するドレッサの移動速度（研磨パッドの径方向における移動速度）を調整することで行われるが、スループットの低下を防止するためにドレッサのトータルの移動時間を一定に保つ必要がある。そのため、研磨パッド上にある半径位置におけるドレッサの移動速度を上げた場合には、別の位置におけるドレッサ移動速度を下げる必要があり、研磨パッドのカットレートを適切に保つことが困難であった。
【０００８】
また、同一仕様の研磨パッドに対して同一のドレス条件を適用した場合に、カットレートが同一になるのが理想であるが、実際には、研磨パッドの個体差、研磨パッドの吸水分布やドレッシング時の環境といった要因により、研磨パッドのカットレートにばらつきが生じる場合がある。また、ドレッシングを繰り返すことにより、研磨パッド及びドレッサが摩耗し、これにより研磨パッドのカットレートにばらつきが生じる場合がある。そのため、カットレートのばらつきを考慮して、研磨パッドが所定の摩耗量に達する前に交換する必要が生じてしまう。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、研磨パッド等の研磨部材のカットレートのばらつきを抑制しつつ研磨部材をドレッシングすることが可能な基板研磨方法を提供することを目的とする。また、本発明は、そのような研磨部材のドレッシング方法を実行することができる基板研磨装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施態様は、基板の研磨装置に使用される研磨部材を基板に当接させて基板の研磨を行う基板研磨方法であって、予め設定された複数の設定ドレス条件にて前記研磨部材をドレッシングする第１のドレッシングを行い、個々の設定ドレス条件について、前記研磨部材の表面高さの測定値に基づき前記研磨部材の第１カットレートを測定し、前記設定ドレス条件と前記第１カットレートとを関連付けて関係性データとして記憶し、目標カットレートに対応する第１ドレス条件を適用して基板の研磨を行うとともに、前記研磨部材の表面高さの測定値に基づき前記研磨部材の第２カットレートを測定し、前記第２カットレートの前記目標カットレートからの変化量に基づき前記関係性データを補正し、補正後の関係性データに基づいて前記目標カットレートに対応する第２ドレス条件を取得し、前記第２ドレス条件を適用して基板の研磨を行う。
（【００１１】以降は省略されています）

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