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公開番号2025135547
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-18
出願番号2024205383
出願日2024-11-26
発明の名称研磨装置及びウェーハの研磨方法
出願人株式会社ディスコ
代理人弁理士法人東京アルパ特許事務所
主分類B24B 49/02 20060101AFI20250910BHJP(研削;研磨)
要約【課題】研磨パッドの実際の消耗量を正確に求めて該研磨パッドの交換頻度を低く抑えること。
【解決手段】研磨装置1は、チャックテーブル10の保持面に研磨パッド35を押し付けたときに荷重センサ60の値が予め設定した接触検知荷重値(セットアップ荷重)P1になったときの研磨ユニット(研磨パッド35)の高さZ1を記憶する第1記憶部71と、チャックテーブル10の保持面に保持されたウェーハWの研磨加工が終了したときに荷重センサ60の値が予め設定した接触検知荷重値(セットアップ荷重)P1になったときの研磨ユニット(研磨パッド35)の高さZ2を記憶する第2記憶部72と、第1記憶部71が記憶した高さZ1と、第2記憶部72が記憶した高さZ2からウェーハWの研磨加工後の厚みhを差し引いた値(Z2-h)との差(Z1-(Z2-h))を研磨パッド35の消耗量δとして算出する消耗量算出部73とを備える。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
保持面でウェーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウェーハを研磨パッドで研磨する研磨ユニットと、該研磨ユニットを鉛直方向に昇降させる昇降機構と、前記研磨ユニットの高さを検出するエンコーダと、前記ウェーハに前記研磨パッドを押し付けた荷重を測定する荷重センサと、を備える研磨装置であって、
前記保持面に前記研磨パッドを押し付けたときに前記荷重センサの値が予め設定した接触検知荷重値になったときに前記エンコーダが検出した前記研磨ユニットの高さを記憶する第１記憶部と、
前記保持面に保持された前記ウェーハの上面に前記荷重センサの値が予め設定した研磨荷重値になるように前記研磨パッドを押し当てて該ウェーハを研磨する研磨加工が終了して前記荷重センサの値が前記予め設定した接触検知荷重値になったときに前記エンコーダが検出した前記研磨ユニットの高さを記憶する第２記憶部と、
前記第１記憶部が記憶した前記研磨ユニットの高さと、前記第２記憶部が記憶した前記研磨ユニットの高さから前記ウェーハの研磨加工後の厚みを差し引いた値との差を前記研磨パッドの消耗量として算出する消耗量算出部と、
を備えることを特徴とする研磨装置。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
請求項１記載の研磨装置を用いたウェーハの研磨方法であって、
前記チャックテーブルの前記保持面にウェーハを保持させる前に、該保持面に前記研磨パッドを押し付ける荷重を検出する前記荷重センサの値が予め設定した接触検知荷重値に等しくなったときに前記エンコーダが検出した前記研磨パッドの高さを前記第１記憶部に記憶させる第１記憶工程と、
前記保持面にウェーハを保持させる保持工程と、
前記保持面に保持されたウェーハを前記研磨パッドで研磨する研磨工程と、
該研磨工程における研磨加工終了時に該ウェーハを前記研磨パッドが押し付ける荷重を検出する前記荷重センサの値が前記接触検知荷重値に等しくなったときに前記エンコーダが検出した前記研磨パッドの高さを前記第２記憶部に記憶させる第２記憶工程と、
前記第１記憶部に記憶された前記研磨パッドの高さと、前記第２記憶部に記憶された前記研磨パッドの高さから研磨加工後のウェーハの厚みを差し引いた値との差、または、前記第１記憶部に記憶された前記研磨パッドの高さと前記第２記憶部に記憶されている前記研磨パッドの高さとの差に研磨加工後のウェーハの厚みを加えた値を前記研磨パッドの消耗量として算出する消耗量算出部と、
を含むことを特徴とするウェーハの研磨方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャックテーブルに保持されたウェーハを研磨パッドで研磨する研磨装置及び該研磨装置を用いたウェーハの研磨方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
ＩＣやＬＳＩなどの半導体デバイスの製造工程においては、半導体デバイスの小型化と軽量化のために、ウェーハの裏面が研削されて該ウェーハが所定の厚さまで薄化されている。このウェーハの研削は、研削砥石を高速で回転させながらウェーハの裏面（加工状態においては、上面）に押圧することによって行われている。ウェーハの裏面（研削面）には、研削痕が残存しており、ウェーハの抗折強度を低下させる原因となる。
【０００３】
そこで、ウェーハの裏面（研削面）を研磨装置によって研磨して研削痕を除去することが行われている。ここで、研磨装置には、研磨液（スラリー）を用いて研磨するＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）研磨装置と、研磨液を用いないでウェーハを研磨するドライ研磨装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。このような研磨装置においては、スピンドルの先端に研磨パッドを装着した研磨ユニットを鉛直方向に昇降させ、チャックテーブルに保持されたウェーハに研磨パッドを押し当てて該ウェーハを研磨するようにしており、１枚のウェーハの研磨が終了するたびに研磨パッドの研磨面のドレッシングを行うようにしている。
【０００４】
また、新品の研磨パッドを装着した場合には、ドレッシングとテスト研磨とを繰り返す所謂ならし研磨を行い、研磨されたウェーハの厚み傾向が均一になってきた時点でならし研磨を終了し、製品用のウェーハの研磨加工を開始するようにしている。なお、特許文献３には、ならし研磨に関する提案がなされている。
【０００５】
そして、新品の研磨パッドについてならし研磨が終了すると、該研磨パッドをチャックテーブルの保持面に接触させ、研磨ユニットの鉛直方向の荷重を荷重測定器（荷重センサ）によって測定し、その測定値が所定値（セットアップ荷重）に達したときの研磨ユニットの高さを記憶するセットアップを行うようにしている。
【０００６】
上記セットアップが終了すると、研磨加工条件として研磨加工時の荷重値を設定し、この設定された荷重値が所定時間において維持されるように研磨ユニットを昇降させてウェーハの研磨加工を行っている。そして、所定時間が経過したときの研磨ユニットの高さを記憶し、その高さとセットアップ時の研磨ユニットの高さとの差から研磨後のウェーハの厚みを差し引いた値によって、セットアップしてから研磨終了までの研磨パッドの消耗量を算出するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１８－１９２５４１号公報
特開２０２３－１２１２２１号公報
特開２０１４－０３３１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、セットアップ時の設定荷重値（セットアップ荷重）と研磨加工時の設定荷重値が異なり、研磨加工時の設定荷重値の方がセットアップ時の設定荷重値（セットアップ荷重）よりも大きいため、研磨装置が検出する研磨パッドの消耗量が実際の消耗量よりも大きく算出され、まだ研磨加工が可能な研磨パッドの交換を作業者に促す通知を行う結果となっている。このため、研磨パッドの交換頻度が高くなって不経済であるという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、研磨パッドの実際の消耗量を正確に求めて該研磨パッドの交換頻度を低く抑えることができる研磨装置及びウェーハの研磨方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、保持面でウェーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウェーハを研磨パッドで研磨する研磨ユニットと、該研磨ユニットを鉛直方向に昇降させる昇降機構と、前記研磨ユニットの高さを検出するエンコーダと、前記ウェーハに前記研磨パッドを押し付けた荷重を測定する荷重センサと、を備える研磨装置であって、前記保持面に前記研磨パッドを押し付けたときに前記荷重センサの値が予め設定した値になったときに前記エンコーダが検出した前記研磨ユニットの高さを記憶する第１記憶部と、前記保持面に保持された前記ウェーハの上面に前記研磨パッドを押し当てて該ウェーハを研磨する研磨加工が終了したときに前記荷重センサの値が前記予め設定した値になったときに前記エンコーダが検出した前記研磨ユニットの高さを記憶する第２記憶部と、前記第１記憶部が記憶した前記研磨ユニットの高さと、前記第２記憶部が記憶した前記研磨ユニットの高さから前記ウェーハの研磨加工後の厚みを差し引いた値との差を前記研磨パッドの消耗量として算出する消耗量算出部と、を備えることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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