JP2008284645A - Apparatus and method for polishing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は研磨装置および研磨方法に関するものであり、特に、化学的機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)において基板を均一に研磨するためにパッドコンディショニングを自動制御する研磨装置および研磨方法に関するものである。 The present invention relates to a polishing apparatus and a polishing method, and more particularly to a polishing apparatus and a polishing method for automatically controlling pad conditioning in order to uniformly polish a substrate in chemical mechanical polishing (CMP). .
近年、半導体の高性能化に伴って半導体回路の微細化が進み、リソグラフィ工程において、ステッパの焦点深度はますます浅くなる傾向にある。また、これと同時に多層配線化が進んで、基板表面の凹凸は大きくなる傾向にある。 In recent years, semiconductor circuits have been miniaturized as the performance of semiconductors has increased, and the depth of focus of a stepper tends to become increasingly shallow in the lithography process. At the same time, multi-layer wiring has been developed, and the unevenness of the substrate surface tends to increase.
このような状況から、基板表面を平坦にする必要性があり、CMP工程では基板を均一に研磨する要求が一層厳しくなっている。CMP工程で平坦にする対象の基板は製膜装置によって膜付けされるが、装置毎、ロット毎、チャンバ毎に、それぞれの基板内の膜厚分布が異なるのが実状である。これまでは、膜厚分布の異なるそれぞれの基板をCMP工程で研磨して、どの基板も同じ膜厚に仕上げる装置は存在しなかった。 Under such circumstances, it is necessary to flatten the substrate surface, and the demand for uniformly polishing the substrate in the CMP process has become more severe. A substrate to be flattened in the CMP process is formed by a film forming apparatus, but the actual situation is that the film thickness distribution in each substrate differs for each apparatus, for each lot, and for each chamber. Until now, there has been no apparatus for polishing each substrate having a different film thickness distribution in the CMP process so that all the substrates have the same film thickness.
従来、基板を均一に研磨するための自動制御としては、研磨パッドの形状(パッドプロファイル)を維持するために、パッドコンディショニング(パッドドレッシング)条件を変更する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as automatic control for uniformly polishing a substrate, a technique for changing pad conditioning (pad dressing) conditions in order to maintain the shape (pad profile) of a polishing pad has been disclosed (for example, Patent Documents). 1).
また、データベースとして記憶したパッドプロファイルと、研磨された膜厚分布の形状の近似式に研磨後の膜厚を代入し、パッドコンディショニング条件にフィードバックする技術が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
特許文献1および特許文献2では、基板毎に異なる膜厚面内の不均一な変動に対して、最適なパッドコンディショニングがなされないという問題があり、研磨後の膜厚面内の形状は、研磨前の膜厚分布の形状を残したまま、基板内全面で研磨されるという問題があった。
In
また、研磨加工中に膜厚の変化を監視できないため、研磨後に膜厚を測定してパッドコンディショニング条件にフィードバックしても、フィードバックされるまでに研磨した基板については、自動制御の効果を受けられないという問題があった。 In addition, since the change in film thickness cannot be monitored during polishing, even if the film thickness is measured after polishing and fed back to the pad conditioning conditions, the substrate that has been polished before the feedback can be affected by automatic control. There was no problem.
そこで、基板毎に膜厚分布の形状が異なる場合でも、研磨前に基板毎に最適のパッドコンディションを行うとともに、研磨中にリアルタイムでパッドコンディション条件を設定することにより、どの基板も同じように基板内全面で均一な膜厚に形成できるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。 Therefore, even if the shape of the film thickness distribution varies from substrate to substrate, optimal substrate conditions are set for each substrate before polishing, and all substrate conditions are the same by setting pad condition conditions in real time during polishing. A technical problem to be solved in order to be able to form a uniform film thickness on the entire inner surface arises, and the present invention aims to solve this problem.
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項1記載の発明は、研磨ヘッドに保持された基板を、回転するプラテン上の研磨パッドに押圧するとともに、研磨パッドにスラリを供給して該基板を研磨する研磨装置であって、前記研磨パッドの中央部から周辺部までの範囲に亘って目立てを行うパッドコンディショニング手段を有し、前記研磨パッド内の位置に応じて、パッドコンディショニング条件を変化させるコンディショニングコントローラを備えた研磨装置において、予め設定された複数のパッドコンディショニング条件を記憶したデータベースと、基板の膜厚分布の形状を測定する基板膜厚分布測定手段と、研磨パッドの表面の状態を検出するパッド表面検出手段とが設けられ、前記コンディショニングコントローラは、基板の研磨前に前記基板膜厚分布測定手段で作成された基板膜厚分布情報に基づき前記データベースから最適のパッドコンディショニング条件を選択して研磨パッドのパッドプロファイルを作成するパッドプロファイル作成手段を有していることを特徴とする研磨装置を提供する。 The present invention has been proposed in order to achieve the above object, and the invention according to claim 1 presses the substrate held by the polishing head against the polishing pad on the rotating platen and applies the slurry to the polishing pad. A polishing apparatus that polishes the substrate by supplying pad conditioning means for sharpening over a range from the central portion to the peripheral portion of the polishing pad, depending on the position in the polishing pad, In a polishing apparatus provided with a conditioning controller for changing pad conditioning conditions, a database storing a plurality of preset pad conditioning conditions, a substrate film thickness distribution measuring means for measuring the shape of the film thickness distribution of the substrate, and a polishing pad And a pad surface detecting means for detecting the surface state of the surface. The pad profile creation means for creating the pad profile of the polishing pad by selecting the optimum pad conditioning condition from the database based on the substrate thickness distribution information created by the substrate thickness distribution measurement means before polishing the substrate A polishing apparatus characterized by comprising:
この構成によれば、例えば研磨パッド内の各位置におけるパッドコンディショニング圧力やパッドコンディショニングを行う時間などのパッドコンディショニング条件を、予め複数種類設定してデータベースに記憶しておく。そして、基板の研磨前に膜厚分布の形状を測定して基板膜厚分布情報を作成し、該基板膜厚分布情報に基づき前記データベースから最適のパッドコンディショニング条件を選択して研磨パッドのパッドプロファイルを作成する。このパッドプロファイルによってパッドコンディショニングを行う。基板の研磨中は、パッド表面検出手段で研磨パッドの表面の状態が前記パッドプロファイルと一致するかどうかを監視しながら前記基板を研磨する。 According to this configuration, for example, a plurality of types of pad conditioning conditions such as the pad conditioning pressure at each position in the polishing pad and the time for performing the pad conditioning are set in advance and stored in the database. Then, before the substrate is polished, the shape of the film thickness distribution is measured to create the substrate film thickness distribution information, and the optimum pad conditioning conditions are selected from the database based on the substrate film thickness distribution information, and the pad profile of the polishing pad is selected. Create Pad conditioning is performed using this pad profile. During polishing of the substrate, the substrate is polished while monitoring whether the surface state of the polishing pad matches the pad profile by the pad surface detection means.
請求項2記載の発明は、上記基板膜厚分布測定手段は、上記基板の複数箇所で測定した膜厚測定波形を比較して基板膜厚分布情報を作成する基板膜厚分布情報作成手段を有していることを特徴とする請求項1記載の研磨装置を提供する。
The invention according to claim 2 is characterized in that the substrate film thickness distribution measuring means includes substrate film thickness distribution information creating means for comparing the film thickness measurement waveforms measured at a plurality of locations on the substrate to create substrate film thickness distribution information. A polishing apparatus according to
この構成によれば、例えば基板の中央部、周辺部などの複数個所で基板膜厚分布測定手段が基板の膜厚測定を行い、これらの膜厚測定波形を比較して基板膜厚分布情報を作成する。 According to this configuration, for example, the substrate film thickness distribution measuring unit measures the film thickness of the substrate at a plurality of locations such as the central portion and the peripheral portion of the substrate, and compares the film thickness measurement waveforms to obtain the substrate film thickness distribution information. create.
請求項3記載の発明は、上記基板膜厚分布測定手段は、光学式もしくは電磁波式の測定器からなり、該測定器が上記プラテンに設けられていることを特徴とする請求項1または2記載の研磨装置を提供する。 According to a third aspect of the present invention, the substrate film thickness distribution measuring means comprises an optical or electromagnetic measuring device, and the measuring device is provided on the platen. A polishing apparatus is provided.
この構成によれば、光学式もしくは電磁波式の測定器からなる基板膜厚分布測定手段がプラテンに設けられて基板の膜厚測定を行い、研磨中の基板膜厚分布情報をリアルタイムで作成する。 According to this configuration, the substrate film thickness distribution measuring means including an optical or electromagnetic measuring device is provided on the platen to measure the film thickness of the substrate, and the substrate film thickness distribution information during polishing is created in real time.
請求項4記載の発明は、上記コンディショニングコントローラは、基板の研磨中に作成された基板膜厚分布情報と研磨パッドの表面状態情報とに基づき、最適なパッドコンディショニング条件を決定して上記パッドプロファイルのパラメータを設定する手段を有していることを特徴とする請求項1,2または3記載の研磨装置を提供する。
According to a fourth aspect of the present invention, the conditioning controller determines an optimum pad conditioning condition based on the substrate film thickness distribution information and the surface condition information of the polishing pad created during the polishing of the substrate to determine the pad profile. 4. The polishing apparatus according to
この構成によれば、プラテンに設けられている基板膜厚分布測定手段が、研磨中の基板の膜厚測定を行って基板膜厚分布情報をリアルタイムで作成し、パッド表面検出手段が研磨パッドの表面状態情報をリアルタイムで作成する。そして、これらの情報に基づき、コンディショニングコントローラは最適なパッドコンディショニング条件を決定し、データベースから選択したパッドコンディショニング条件のパラメータを設定することにより、リアルタイムで最適なパッドコンディショニングを行うことができる。 According to this configuration, the substrate film thickness distribution measuring means provided on the platen measures the film thickness of the substrate being polished to create the substrate film thickness distribution information in real time, and the pad surface detecting means is used for the polishing pad. Create surface condition information in real time. Based on these pieces of information, the conditioning controller determines the optimum pad conditioning condition and sets the parameter of the pad conditioning condition selected from the database, so that the optimum pad conditioning can be performed in real time.
請求項5記載の発明は、研磨ヘッドに保持された基板を、回転するプラテン上の研磨パッドに押圧するとともに、研磨パッドにスラリを供給して該基板を研磨する研磨方法であって、前記研磨パッドの中央部から周辺部までの範囲に亘って目立てを行うパッドコンディショニングを実行するステップを有し、前記研磨パッド内の位置に応じて、パッドコンディショニング条件を変化させるようにした研磨方法において、
予め複数のパッドコンディショニング条件を設定してデータベースに記憶しておき、基板の研磨前に膜厚分布の形状を測定して基板膜厚分布情報を作成し、
該基板膜厚分布情報に基づき前記データベースから最適のパッドコンディショニング条件を選択して研磨パッドのパッドプロファイルを作成し、
このパッドプロファイルによってパッドコンディショニングを行って基板を研磨するように自動制御することを特徴とする研磨方法を提供する。
The invention according to
Set multiple pad conditioning conditions in advance and store them in the database, measure the shape of the film thickness distribution before polishing the substrate, create substrate film thickness distribution information,
A pad profile of the polishing pad is created by selecting the optimum pad conditioning condition from the database based on the substrate film thickness distribution information,
Provided is a polishing method characterized by performing automatic control so as to polish a substrate by performing pad conditioning according to the pad profile.
この構成によれば、例えば研磨パッド内の各位置におけるパッドコンディショニング圧力やパッドコンディショニングを行う時間などのパッドコンディショニング条件を、予め複数種類設定してデータベースに記憶しておく。そして、基板の研磨前に膜厚分布の形状を測定して基板膜厚分布情報を作成し、該基板膜厚分布情報に基づき前記データベースから最適のパッドコンディショニング条件を選択して研磨パッドのパッドプロファイルを作成する。このパッドプロファイルによってパッドコンディショニングを行う。 According to this configuration, for example, a plurality of types of pad conditioning conditions such as the pad conditioning pressure at each position in the polishing pad and the time for performing the pad conditioning are set in advance and stored in the database. Then, before the substrate is polished, the shape of the film thickness distribution is measured to create the substrate film thickness distribution information, and the optimum pad conditioning conditions are selected from the database based on the substrate film thickness distribution information, and the pad profile of the polishing pad is selected. Create Pad conditioning is performed using this pad profile.
請求項6記載の発明は、上記基板膜厚分布情報は基板の複数個所で測定された膜厚波形を比較して作成されるステップを有していることを特徴とする請求項5記載の研磨方法を提供する。 A sixth aspect of the present invention is the polishing according to the fifth aspect, wherein the substrate film thickness distribution information includes a step of comparing the film thickness waveforms measured at a plurality of locations on the substrate. Provide a method.
この構成によれば、例えば基板の一端部、中央部、他端部などの複数個所で基板膜厚分布測定手段が基板の膜厚測定を行い、これらの膜厚測定波形を比較して基板膜厚分布情報を作成する。 According to this configuration, for example, the substrate film thickness distribution measuring unit measures the film thickness of the substrate at a plurality of locations such as one end, the center, and the other end of the substrate, and compares these film thickness measurement waveforms with the substrate film. Create thickness distribution information.
請求項7記載の発明は、上記基板の研磨中に作成された基板膜厚分布情報に基づき、最適なパッドコンディショニング条件を決定して上記パッドプロファイルのパラメータをリアルタイムで設定するステップを有していることを特徴とする請求項5または6記載の研磨方法を提供する。
The invention according to claim 7 includes a step of determining an optimum pad conditioning condition based on the substrate film thickness distribution information created during polishing of the substrate and setting the pad profile parameters in real time. A polishing method according to
この構成によれば、基板の研磨中に、基板膜厚分布測定手段が基板の複数個所で膜厚測定を行って基板膜厚分布情報をリアルタイムで作成し、この情報に基づき、コンディショニングコントローラは、研磨パッドのパッドプロファイルのパラメータをリアルタイムで設定する。 According to this configuration, during the polishing of the substrate, the substrate film thickness distribution measuring unit measures the film thickness at a plurality of locations on the substrate to create the substrate film thickness distribution information in real time, and based on this information, the conditioning controller Set the pad profile parameters of the polishing pad in real time.
請求項8記載の発明は、上記基板の研磨中に検出された上記研磨パッドの表面状態を検出し、該研磨パッドの表面状態が上記パッドプロファイルに一致するようにパッドコンディショニングを行うステップを有していることを特徴とする請求項5,6または7記載の研磨方法を提供する。
The invention according to claim 8 includes a step of detecting a surface state of the polishing pad detected during polishing of the substrate and performing pad conditioning so that the surface state of the polishing pad matches the pad profile. The polishing method according to
この構成によれば、基板の研磨中に、パッド表面検出手段が研磨パッドの表面状態を検出してパッド表面状態情報をリアルタイムで作成し、この情報に基づき、コンディショニングコントローラは、研磨パッドの表面状態が上記パッドプロファイルに一致するように、研磨パッドのパッドコンディショニングを行う。 According to this configuration, during the polishing of the substrate, the pad surface detection means detects the surface state of the polishing pad and creates pad surface state information in real time. Based on this information, the conditioning controller determines the surface state of the polishing pad. The pad of the polishing pad is conditioned so as to match the pad profile.
本発明は、予め設定された複数のパッドコンディショニング条件を記憶したデータベースと、基板の膜厚分布の形状を測定する基板膜厚分布測定手段と、研磨パッドの表面の状態を検出するパッド表面検出手段とが設けられ、コンディショニングコントローラは、基板の研磨前に前記基板膜厚分布測定手段で作成された基板膜厚分布情報に基づき前記データベースから最適のパッドコンディショニング条件を選択して研磨パッドのパッドプロファイルを作成するように構成したので、基板毎に膜厚分布の形状が異なる場合でも、研磨前に基板毎に最適のパッドコンディションを行うことができる。したがって、従来のようにフィードバックされるまでに研磨した基板については、自動制御の効果を受けられないという不具合を解消することができる。 The present invention relates to a database storing a plurality of preset pad conditioning conditions, a substrate film thickness distribution measuring means for measuring the shape of the film thickness distribution of the substrate, and a pad surface detecting means for detecting the surface state of the polishing pad. And a conditioning controller selects an optimal pad conditioning condition from the database based on the substrate film thickness distribution information created by the substrate film thickness distribution measuring means before polishing the substrate, and calculates a pad profile of the polishing pad. Since it is configured so as to be created, even when the shape of the film thickness distribution is different for each substrate, the optimum pad condition can be performed for each substrate before polishing. Therefore, it is possible to solve the problem that the substrate polished before being fed back as in the prior art cannot receive the effect of automatic control.
また、研磨中にリアルタイムでパッドコンディション条件を設定することにより、それぞれの基板毎に随時制御を行うことができ、どの基板も同じように基板内全面で均一な膜厚に形成することができる。 Further, by setting the pad condition condition in real time during polishing, it is possible to control each substrate as needed, and any substrate can be formed to have a uniform film thickness over the entire surface in the same manner.
このように、基板内全面で均一な膜厚に形成できるため、例えばカメラの目として使用するイメージセンサなどの大きな半導体チップ内での膜厚が均等になり、この結果、チップあたりの性能を向上させることができる。 In this way, a uniform film thickness can be formed over the entire surface of the substrate, so that the film thickness in a large semiconductor chip such as an image sensor used as a camera eye becomes uniform, resulting in improved performance per chip. Can be made.
また、大きな半導体チップは、その面積内に不良部分を含む確立が高いが、本発明のように、基板内全面で均一な膜厚に形成できることにより、不良品が低減して歩留まりを向上させることができる。 Large semiconductor chips have a high probability of including defective portions within their areas, but as in the present invention, they can be formed with a uniform film thickness over the entire surface of the substrate, thereby reducing defective products and improving yield. Can do.
以下、本発明に係る研磨装置および研磨方法について、好適な実施例をあげて説明する。基板毎に膜厚分布の形状が異なる場合でも、研磨前に基板毎に最適のパッドコンディションを行うとともに、研磨中にリアルタイムでパッドコンディション条件を設定することにより、どの基板も同じように基板内全面で均一な膜厚に形成できるようにするという目的を達成するために、
本発明は研磨ヘッドに保持された基板を、回転するプラテン上の研磨パッドに押圧するとともに、研磨パッドにスラリを供給して該基板を研磨する研磨装置であって、前記研磨パッドの中央部から周辺部までの範囲に亘って目立てを行うパッドコンディショニング手段を有し、前記研磨パッド内の位置に応じて、パッドコンディショニング条件を変化させるコンディショニングコントローラを備えた研磨装置において、
予め設定された複数のパッドコンディショニング条件を記憶したデータベースと、基板の膜厚分布の形状を測定する基板膜厚分布測定手段と、研磨パッドの表面の状態を検出するパッド表面検出手段とが設けられ、
前記コンディショニングコントローラは、基板の研磨前に前記基板膜厚分布測定手段で作成された基板膜厚分布情報に基づき前記データベースから最適のパッドコンディショニング条件を選択して研磨パッドのパッドプロファイルを作成するパッドプロファイル作成手段を有することにより実現した。
Hereinafter, the polishing apparatus and the polishing method according to the present invention will be described with reference to preferred examples. Even if the shape of the film thickness distribution differs from substrate to substrate, the optimal pad condition is set for each substrate before polishing, and the pad condition conditions are set in real time during polishing, so that all substrates can be similarly treated on the entire surface of the substrate. In order to achieve the purpose of forming a uniform film thickness with
The present invention is a polishing apparatus for pressing a substrate held by a polishing head against a polishing pad on a rotating platen and supplying slurry to the polishing pad to polish the substrate from the center of the polishing pad. In a polishing apparatus comprising a pad conditioning means for conspicuous over a range up to the peripheral part, and having a conditioning controller that changes pad conditioning conditions according to the position in the polishing pad,
A database storing a plurality of preset pad conditioning conditions, a substrate film thickness distribution measuring means for measuring the shape of the film thickness distribution of the substrate, and a pad surface detecting means for detecting the surface state of the polishing pad are provided. ,
The conditioning controller selects a pad condition of a polishing pad by selecting an optimal pad conditioning condition from the database based on substrate film thickness distribution information created by the substrate film thickness distribution measuring unit before polishing the substrate. Realized by having a creation means.
図1は本発明に係る基板研磨装置の一例としてウェーハ研磨装置の説明図である。研磨台10は、図示しないモータで回転駆動される円盤状のプラテン11の上面(図中紙面の手前側)に、同一形状の研磨パッド12が貼着されて、図中矢印A方向へ前記プラテン11と研磨パッド12が一体回転するように形成されている。 FIG. 1 is an explanatory view of a wafer polishing apparatus as an example of a substrate polishing apparatus according to the present invention. In the polishing table 10, a polishing pad 12 having the same shape is attached to the upper surface of a disk-shaped platen 11 that is rotationally driven by a motor (not shown). 11 and polishing pad 12 are formed to rotate integrally.
前記プラテン11の上方位置に設けられている研磨ヘッド13は、前記プラテン11よりも小径の円盤状に形成され、該研磨ヘッド13の下面(図中紙面の奥側)に、本発明に係る基板14が吸着保持されて、図示しないモータで図中矢印B方向へ回転駆動される。なお、本実施例では基板14の一例としてウェーハの研磨について説明するが、ウェーハに限らず磁気ヘッドなど他の部材の研磨においても適用できる。
The polishing
また、研磨パッド12の上面にスラリなどの液体を供給するためのノズル15と、研磨パッド12の中央部から周辺部までの範囲に亘って目立てを行うパッドコンディショニング手段16が設けられている。パッドコンディショニング手段16は、回転軸16aを中心に図中矢印C−C方向に旋回可能なアーム16bを有しており、該アームの先端に設けられ、回転と押圧力が付与されたパッドコンディショナ(パッドドレッサ)16cによって、前記研磨パッド12がコンディショニング(ドレッシング)される。
In addition, a
前記パッドコンディショナ16cの旋回速度は、研磨パッド12の位置に応じてコンディショニングコントローラ19の制御で自由に設定され、研磨パッド12上の各位置における旋回中のパッドコンディショナ16cの滞在時間を変化できるように形成されている。また、パッドコンディショナ16cに付与される押圧力も、前記コンディショニングコントローラ19の制御で、研磨パッド12上の各位置において変化させるように形成されている。
The turning speed of the
このように、パッドコンディショナ16cの滞在時間の制御あるいはパッドコンディショナ16cに付与される押圧力の制御などにより、研磨パッド12のパッドコンディショニング条件が自由に設定される。なお、研磨パッド12の表面状態はパッド表面検出手段17によって検出される。
As described above, the pad conditioning conditions of the polishing pad 12 are freely set by controlling the staying time of the
また、図中符号18は基板膜厚分布測定手段であり、該基板膜厚分布測定手段18は光学式あるいは電磁式の測定器からなり、前記プラテン11に設けられている。研磨対象膜が酸化膜の場合は光学式測定器を用い、研磨対象膜がそれ以外の場合は電磁式測定器を用い、後述するように、基板の複数個所で測定した膜厚波形を比較して基板膜厚分布情報を作成する基板膜厚分布情報作成手段20を有している。
図2〜図4は研磨パッド12の表面状態の形状と基板14の研磨形状との相関図である。各図で、図(a)は研磨パッド12のパッドプロファイルを示し、横軸は研磨パッド12上の位置、縦軸は各位置における研磨パッド12の凹凸の状態を表している。また、図(b)は図(a)のパッドプロファイルを有する研磨パッド12にて基板14を研磨したときの結果を示し、横軸は基板14上の位置、縦軸は各位置における基板14の研磨量を表している。
2 to 4 are correlation diagrams between the shape of the surface state of the polishing pad 12 and the polishing shape of the
例えば、研磨前に測定された基板膜厚分布情報から、当該基板14の中央部の膜厚が大であり、基板14を均一にするために中央部の研磨量を増やしたいときは、図2(a)に示すようなパッドプロファイルに研磨パッド12の表面を形成すれば、基板14の研磨結果は、図2(b)に示すように基板14の中央部の研磨量が増大することになる。
For example, when the thickness of the central portion of the
一方、基板14の周辺部の研磨量を増やしたいときは、図4(a)に示すようなパッドプロファイルに研磨パッド12の表面を形成すれば、基板14の研磨結果は、図4(b)に示すように基板14の周辺部の研磨量が増大する。また、図3(a)に示すようなパッドプロファイルに研磨パッド12の表面を形成すれば、基板14の研磨結果は、図3(b)に示すように基板14の周辺部から中央部に亘ってほぼ同一の研磨量が得られる。
On the other hand, when it is desired to increase the polishing amount of the peripheral portion of the
前記パッドプロファイルは、基板の種類や膜厚分布、研磨パッドの種類などにより、予め複数のパッドコンディショニング条件を想定して設定され、これら複数のパッドコンディショニング条件をデータベース21に記憶しておき、後述するように、基板の研磨前や研磨中に、コンディショニングコントローラ19の制御でデータベース21から読み出される。 The pad profile is set in advance assuming a plurality of pad conditioning conditions depending on the type of substrate, the film thickness distribution, the type of polishing pad, etc., and the plurality of pad conditioning conditions are stored in the database 21 and will be described later. As described above, the data is read from the database 21 under the control of the conditioning controller 19 before or during the polishing of the substrate.
図5は基板14における膜厚測定箇所の説明図、図6は膜厚測定器による検出波形の説明図である。図5に示すように、光学式あるいは電磁式の測定器からなる前記基板膜厚分布測定手段18により、例えば、基板14の中央部A点、周辺部C点、A点とC点の中間部B点の3箇所での膜厚を測定する。そして、図6(a)〜図6(c)に示すように、前記測定器による検出波形(符号Sが測定対象部分)が、A点、B点、C点の3箇所で同一もしくは近似するように、A点、B点、C点に対応する研磨パッド12の位置におけるパッドコンディショニングを変更することにより、基板14内の全面に亘って均一な膜厚に研磨することができる。したがって、前記測定箇所が多いほど、膜厚の管理がより一層確実に行えることになる。
FIG. 5 is an explanatory view of a film thickness measurement location on the
図7は本発明に係る研磨方法の手順を示すフローチャートである。先ず基板膜厚分布測定手段18により研磨前の基板14の膜厚を測定し(ステップ100)、基板膜厚分布情報作成手段20により基板14の膜厚分布情報を作成する(ステップ101)。また、データベース21から、予め記憶されている複数のパッドコンディショニング条件の中から、前記基板膜厚分布情報に基づき最適のパッド表面特性と研磨量分布の相関情報を選択して読み込み(ステップ102)、最適なパラメータを設定してパッドコンディショニング条件を決定する(ステップ103)。
FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the polishing method according to the present invention. First, the thickness of the
そして、決定したパッドコンディショニング条件により、コンディショニングコントローラ19に設けられているパッドプロファイル作成手段22が、研磨パッド12のパッドプロファイルを作成し、パッド表面検出手段17で研磨パッド12の表面状態をモニタリングしながら(ステップ104)、研磨パッド12の表面状態が、最適なパッドプロファイルに一致するように、パッドコンディショニングを実行し(ステップ105)、基板14の研磨前のパッドコンディショニングが完了する(ステップ106)。
Then, the pad profile creation means 22 provided in the conditioning controller 19 creates a pad profile of the polishing pad 12 according to the determined pad conditioning conditions, and the surface condition of the polishing pad 12 is monitored by the pad surface detection means 17. (Step 104), pad conditioning is executed so that the surface state of the polishing pad 12 matches the optimal pad profile (Step 105), and pad conditioning before polishing of the
続いて、基板14の研磨を開始するのであるが(ステップ107)、研磨中の基板膜厚分布状態をリアルタイムでモニタリングするとともに(ステップ108)、研磨中に研磨パッドの表面状態をモニタリングし(ステップ109)、研磨中の基板膜厚分布状態が均一となっているかどうかを検出し、もし基板膜厚状態が均一でない場合は、当初のパッドコンディショニング条件を補正して新たなパッドコンディショニング条件を決定し(ステップ110)、パッドコンディショニングを実行する(ステップ111)。
Subsequently, polishing of the
基板14の研磨が終了したら当該基板14の膜厚を測定し(ステップ112)、研磨後の基板膜厚分布情報を作成するとともに(ステップ113)、研磨量分布情報を作成する(ステップ114)。
When polishing of the
このように、基板14の研磨前に作成した基板膜厚分布情報に基づいて、最適なパッドコンディショニング条件を決定し、研磨パッド12のパッドプロファイルを作成してパッドコンディショニングを実行するとともに、研磨中も基板膜厚分布状態を監視しながらパッドコンディショニングを実行しながら、基板14の研磨を行うので、基板毎に膜厚分布の形状が異なる場合でも、それぞれの基板毎に随時制御を行うことができ、どの基板も同じように基板内全面で均一な膜厚に形成することができる。
As described above, based on the substrate film thickness distribution information created before polishing the
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。 It should be noted that the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.
10 研磨台
11 プラテン
12 研磨パッド
13 研磨ヘッド
14 基板
15 ノズル
16 パッドコンディショニング手段
16a 回転軸
16b アーム
16c パッドコンディショナ
17 パッド表面検出手段
18 基板膜厚分布測定手段
19 コンディショニングコントローラ
20 基板膜厚分布情報作成手段
21 データベース
22 パッドプロファイル作成手段
DESCRIPTION OF
Claims (8)
予め設定された複数のパッドコンディショニング条件を記憶したデータベースと、基板の膜厚分布の形状を測定する基板膜厚分布測定手段と、研磨パッドの表面の状態を検出するパッド表面検出手段とが設けられ、
前記コンディショニングコントローラは、基板の研磨前に前記基板膜厚分布測定手段で作成された基板膜厚分布情報に基づき前記データベースから最適のパッドコンディショニング条件を選択して研磨パッドのパッドプロファイルを作成するパッドプロファイル作成手段を有していることを特徴とする研磨装置。 A polishing apparatus that presses a substrate held by a polishing head against a polishing pad on a rotating platen and supplies slurry to the polishing pad to polish the substrate, from the central part to the peripheral part of the polishing pad In a polishing apparatus comprising a conditioning controller that changes the pad conditioning condition according to the position in the polishing pad, and has pad conditioning means for sharpening over a range of
A database storing a plurality of preset pad conditioning conditions, a substrate film thickness distribution measuring means for measuring the shape of the film thickness distribution of the substrate, and a pad surface detecting means for detecting the surface state of the polishing pad are provided. ,
The conditioning controller selects a pad condition of a polishing pad by selecting an optimal pad conditioning condition from the database based on substrate film thickness distribution information created by the substrate film thickness distribution measuring unit before polishing the substrate. A polishing apparatus comprising a creating means.
予め複数のパッドコンディショニング条件を設定してデータベースに記憶しておき、基板の研磨前に膜厚分布の形状を測定して基板膜厚分布情報を作成し、
該基板膜厚分布情報に基づき前記データベースから最適のパッドコンディショニング条件を選択して研磨パッドのパッドプロファイルを作成し、
このパッドプロファイルによってパッドコンディショニングを行って基板を研磨するように自動制御することを特徴とする研磨方法。 A polishing method in which a substrate held by a polishing head is pressed against a polishing pad on a rotating platen and a slurry is supplied to the polishing pad to polish the substrate, from the central portion to the peripheral portion of the polishing pad In the polishing method, including the step of performing pad conditioning for sharpening over the range of, and changing the pad conditioning conditions according to the position in the polishing pad,
Set multiple pad conditioning conditions in advance and store them in the database, measure the shape of the film thickness distribution before polishing the substrate, create substrate film thickness distribution information,
A pad profile of the polishing pad is created by selecting the optimum pad conditioning condition from the database based on the substrate film thickness distribution information,
A polishing method characterized by performing automatic control so as to polish a substrate by performing pad conditioning according to the pad profile.
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Cited By (5)
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---|---|---|---|---|
JP2011519747A (en) * | 2008-05-08 | 2011-07-14 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | CMP pad thickness and profile monitoring system |
US9156122B2 (en) | 2011-06-02 | 2015-10-13 | Ebara Corporation | Method and apparatus for monitoring a polishing surface of a polishing pad used in polishing apparatus |
JP2015223636A (en) * | 2014-05-26 | 2015-12-14 | 株式会社ディスコ | Grinding polishing device |
US9469013B2 (en) | 2011-06-08 | 2016-10-18 | Ebara Corporation | Method and apparatus for conditioning a polishing pad |
WO2016196216A1 (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-08 | Sunedison Semiconductor Limited | Methods for processing semiconductor wafers having a polycrystalline finish |
-
2007
- 2007-05-17 JP JP2007131531A patent/JP2008284645A/en active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011519747A (en) * | 2008-05-08 | 2011-07-14 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | CMP pad thickness and profile monitoring system |
US9156122B2 (en) | 2011-06-02 | 2015-10-13 | Ebara Corporation | Method and apparatus for monitoring a polishing surface of a polishing pad used in polishing apparatus |
US9943943B2 (en) | 2011-06-02 | 2018-04-17 | Ebara Corporation | Method and apparatus for monitoring a polishing surface of a polishing pad used in polishing apparatus |
US9302366B2 (en) | 2011-06-02 | 2016-04-05 | Ebara Corporation | Method and apparatus for monitoring a polishing surface of a polishing pad used in polishing apparatus |
US9533395B2 (en) | 2011-06-08 | 2017-01-03 | Ebara Corporation | Method and apparatus for conditioning a polishing pad |
US9469013B2 (en) | 2011-06-08 | 2016-10-18 | Ebara Corporation | Method and apparatus for conditioning a polishing pad |
JP2015223636A (en) * | 2014-05-26 | 2015-12-14 | 株式会社ディスコ | Grinding polishing device |
WO2016196216A1 (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-08 | Sunedison Semiconductor Limited | Methods for processing semiconductor wafers having a polycrystalline finish |
CN107851579A (en) * | 2015-05-29 | 2018-03-27 | 太阳能爱迪生半导体有限公司 | Method for handling the semiconductor wafer with polycrystalline polishing |
EP3576136A1 (en) * | 2015-05-29 | 2019-12-04 | GlobalWafers Co., Ltd. | Method for polishing a semiconductor wafer |
US10699908B2 (en) | 2015-05-29 | 2020-06-30 | Globalwafers Co., Ltd. | Methods for processing semiconductor wafers having a polycrystalline finish |
CN107851579B (en) * | 2015-05-29 | 2021-11-09 | 环球晶圆股份有限公司 | Method for processing semiconductor wafers with polycrystalline polishing |
CN114102269A (en) * | 2015-05-29 | 2022-03-01 | 环球晶圆股份有限公司 | Method for processing semiconductor wafers with polycrystalline polishing |
US11355346B2 (en) | 2015-05-29 | 2022-06-07 | Globalwafers Co., Ltd. | Methods for processing semiconductor wafers having a polycrystalline finish |
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