JP2003251559A - 研磨装置及び研磨面の異物検出方法 - Google Patents

研磨装置及び研磨面の異物検出方法

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JP2003251559A JP2002053112A JP2002053112A JP2003251559A JP 2003251559 A JP2003251559 A JP 2003251559A JP 2002053112 A JP2002053112 A JP 2002053112A JP 2002053112 A JP2002053112 A JP 2002053112A JP 2003251559 A JP2003251559 A JP 2003251559A
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polishing surface
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 研磨面上の異物の有無をより確実に検知する
ことができる研磨装置及び研磨面の異物検出方法を提供
すること。 【解決手段】 研磨工具1と、半導体ウエハ(基板)W
を保持し半導体ウエハWの被研磨面を研磨工具1の研磨
面に押圧するトップリング4とを具備し、半導体ウエハ
Wの被研磨面と研磨工具1の研磨面とを相対運動させる
ことによって半導体ウエハWを研磨する研磨装置110
である。研磨装置110は、研磨工具1の研磨面のトッ
プリング4近傍部分を撮影するカラーCCDカメラ10
と、カラーCCDカメラ10によって撮影された画像デ
ータ中の色の状態によってトップリング4から研磨面上
に飛び出した半導体ウエハW(異物)の有無を判定する
画像処理部40と、画像処理部40が半導体ウエハW有
りと判定した場合に半導体ウエハWと研磨面間の相対運
動を停止させてトップリング4と研磨面間を離間させる
装置運転制御部45とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は研磨装置に関し、特
に研磨している基板の飛び出しなどによって生じる研磨
面上の異物を検出できる研磨装置及び研磨面の異物検出
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体基板の平坦化装置として研
磨装置が広く採用されている。この種の研磨装置は、タ
ーンテーブル上に取り付けた研磨パッドの研磨面に、ト
ップリング(基板保持手段)により保持した基板を押圧
し、砥粒を含んだスラリーを研磨面に供給しながら基板
と研磨面間を摺動させることにより基板を研磨するよう
に構成されている。
【0003】ところで上記構造の研磨装置においては、
研磨中に基板がトップリングから外れて飛び出してしま
うことがあった。そしてそのまま研磨動作を継続してし
まうと飛び出した基板が破損するだけでなく、研磨装置
自体の破損の恐れも生じる。また基板が破損した場合に
は、研磨を再開するまでに破片の除去、研磨パッドのな
らし等をしなければならず、著しく生産性が低下する。
【0004】そこで従来、カメラによって研磨パッドの
研磨面を撮影し、その画像データを処理することで基板
の飛び出し、つまりは研磨パッド上の異物の有無を検出
し、異物が検出されたときは研磨を中断するようにして
いた。
【0005】しかしながら従来用いられているカメラは
モノクロカメラであり、このため例え研磨面の色と異物
の色が異なっていても近い明度をもっていてその明暗が
似ているような場合は異物を確実に検出することができ
なかった。特に研磨面の色が濃い(例えば黒色の)研磨
パッドの場合、飛び出した基板が半導体基板であると、
その検出が困難であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点に鑑
みてなされたものでありその目的は、研磨面上の異物の
有無をより確実に検知することができる研磨装置及び研
磨面の異物検出方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、研磨面と、基板を保持しこの基板の被研磨
面を前記研磨面に押圧する基板保持手段とを具備し、前
記基板と研磨面とを相対運動させることによって基板を
研磨する研磨装置において、研磨面の基板保持手段近傍
部分を撮影するカラーカメラと、前記カラーカメラによ
って撮影された画像データ中の色の状態によって研磨面
上の異物の有無を判定する画像処理部とを備えたことを
特徴とする。
【0008】また本発明は、前記画像処理部が、画像デ
ータ中の各点の色が異物の色であるか否かを選別する選
別手段と、異物の色であると選別された点の合計面積が
予め定めた閾値を越えている場合に異物有りと判定する
判定手段と、を具備していることを特徴とする。
【0009】また本発明は、前記画像処理部が、画像デ
ータ中の各点の色が予め基準色として記憶しておいた異
物の色又は研磨面側の色と合致するか否かを選別する選
別手段と、基準色に合致する面積又は基準色に合致しな
い面積が所定の閾値を越えたときに異物有りと判定する
判定手段と、を具備していることを特徴とする。
【0010】また本発明は、前記研磨装置が更に、前記
画像処理部が異物有りと判定した場合に基板と研磨面間
の相対運動を停止させ、基板保持手段と研磨面とを離間
させる装置運転制御部を備えていることを特徴とする。
【0011】また本発明は、基板を研磨面に押圧した状
態で基板と研磨面とを相対運動させることによって基板
を研磨している際に、研磨面上の異物を検出する研磨面
の異物検出方法において、前記研磨面の異物検出方法
が、前記研磨面の所定部分をカラーカメラによって撮影
し、前記撮影した画像データ中の各点の色を予め基準色
として記憶しておいた異物の色又は研磨面側の色と合致
するか否かを選別し、基準色に合致する色の面積又は基
準色に合致しない色の面積が所定の閾値を越えたときに
異物があると判定する方法であることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】ここでまず本発明を用いる洗浄装
置付きの化学的機械研磨装置(CMP装置)の一例につ
いて説明する。
【0013】図5はこの種の研磨装置の一例を示す全体
概略構成図である。同図に示すようにこの研磨装置は、
2基の同じ構成の研磨装置110(110a,110
b)が左右対称に配置されている。洗浄装置126に
は、2基の1次洗浄機126a1,126a2と、2基の
2次洗浄機126b1,126b2と、2基の反転機12
8a1,128a2とがそれぞれ各研磨装置110a,1
10bに対応して左右対称に設置され、また搬送機12
4a,124bも2基設置されている。またロードアン
ロード部122,122も左右対称に2基設置されてい
る。
【0014】研磨装置110a,110bは、ターンテ
ーブル(研磨テーブル)2a,2bと、下面に保持した
半導体ウエハをターンテーブル2a,2bに押し付けて
研磨するトップリング4a,4bとを具備している。
【0015】このような構成の研磨装置では、半導体ウ
エハをロード・アンロード部122から搬送機124
a,124bを用いて受渡台138a(又は138b)
を介してトップリング4a(又は4b)の下面に吸着
し、ターンテーブル2a(又は2b)上に移動する。タ
ーンテーブル2a,2bの上面には、表面に研磨面を備
える研磨パッド又は固定砥粒等の研磨工具1a,1bが
取り付けられている。ここで所定の砥液(Siウエハ上
の絶縁膜(酸化膜)を研磨する場合には所定の粒径の砥
粒をアルカリ水溶液に浮遊させたもの)を供給しつつ、
ターンテーブル2a(又は2b)とトップリング4a
(又は4b)をそれぞれ回転させながら半導体ウエハを
該研磨面に押圧して半導体ウエハの研磨を行う。研磨を
終えた半導体ウエハは、洗浄・乾燥工程を経てロード・
アンロード部122に戻される。
【0016】1次洗浄機126a1,126a2は、ウエ
ハを取り囲むように複数の直立したローラ130を配置
し、ローラ130の上部外周に形成した溝によってウエ
ハの外周縁部を保持し、ローラ130の回転によってウ
エハを回転させる低速回転型の洗浄機であり、上下から
ローラ型やペンシル型のスポンジなどからなる洗浄部材
がウエハに接触・退避可能に設けられている。2次洗浄
機126b1,126b2は、回転軸の上端にウエハを把
持するアームを放射状に延ばして形成された高速回転型
の洗浄機である。
【0017】前記ウエハ研磨工程の後の洗浄工程は以下
のようにして行われる。まず1次洗浄機126a1(又
は126a2)でウエハを回転させながらその表裏面に
洗浄液を供給しつつ洗浄部材を擦りつけてスクラブ洗浄
を行う。
【0018】次に2次洗浄機126b1(又は126
2)において洗浄を行い、その後高速回転させて乾燥
工程を行う。洗浄・乾燥工程を終えたウエハは搬送機1
24bの清浄なハンドによってロード・アンロード部1
22に戻される。
【0019】この研磨装置では、ウエハを2基の研磨装
置110a,110bでそれぞれ個別に研磨する並列運
転方法と、1枚の基板を2基の研磨装置110a,11
0bに順次搬送して別の処理を行う直列運転方法の2つ
の方法を採用することができる。
【0020】並列運転方法では、それぞれの研磨装置1
10a,110bで研磨剤を使用する通常研磨と仕上げ
研磨を目的とし、研磨剤を使用せず水のみを供給する水
ポリッシングを互いにタイミングをずらせて行い、搬送
機124a,124bによる半導体ウエハの搬送を効率
的に行うようにする。この研磨装置では2つの研磨装置
110a,110bと第1次,第2次洗浄機126
1,126a2,126b 1,126b2が設けられてい
るので、研磨装置110aを使用した研磨工程と、1次
洗浄機126a1を使用した1次洗浄工程と、2次洗浄
機126b1を使用した2次洗浄工程とを順次行う第1
ウエハ処理ラインと、研磨装置110bを使用した研磨
工程と、1次洗浄機126a2を使用した1次洗浄工程
と、2次洗浄工程126b2を使用した2次洗浄工程と
を順次行う第2ウエハ処理ラインの2つのウエハ処理ラ
インを構成することができ、従って半導体ウエハの搬送
ラインが交錯することなく全く独立に並列運転すること
ができ、稼動効率を高めることができる。
【0021】直列運転方法では、一方の研磨装置110
aで半導体ウエハの通常研磨を行った後、半導体ウエハ
を他方の研磨装置110bに移送して水ポリッシングを
行う。研磨装置上でのコンタミが問題とならない場合に
は、一方の研磨装置110aから他方の研磨装置110
bに搬送機124aを介して移送しても良い。コンタミ
が問題となる場合には、一方の研磨装置110aで半導
体ウエハの通常研磨を行った後、半導体ウエハを搬送機
124aにより1次洗浄機126a1に移送して洗浄を
行い、他方の研磨装置110bに移送して水ポリッシン
グを行う。また1次洗浄機126a1では、一方の研磨
装置110aで使用したスラリーの種類に応じた好適な
薬液を添加しながら洗浄を行ってもよい。この直列運転
方法では、通常研磨と水ポリッシングをそれぞれ別のタ
ーンテーブル2a,2bで行うので、ターンテーブル上
の砥液や純水がその都度入れ替えられることなく、工程
時間のロスや砥液や純水の消費量の増加を招かない。
【0022】そして本発明においては、前記研磨装置1
10(110a,110b)内に、研磨している半導体
ウエハ(基板)の飛び出し等による研磨面上の異物の有
無を検出する異物検出手段を設けている。
【0023】図1は研磨装置110の要部概略正面図で
ある。同図に示すように研磨装置110は、ターンテー
ブル(研磨テーブル)2と、トップリング(基板保持手
段)4と、カラーCCDカメラ10と、カメラが撮影し
た画像データを処理する画像処理部40と、研磨装置1
10全体の動作を制御する装置運転制御部45とを具備
して構成されている。以下各構成部分について説明す
る。
【0024】ターンテーブル2は、円板状であってその
下面中央にテーブル回転軸3を取り付け、さらにその下
側にテーブル回転軸3を介してターンテーブル2を回転
駆動するターンテーブル駆動部15を設置している。タ
ーンテーブル2の上面には研磨パッドや固定砥粒(砥粒
を樹脂バインダーで結合したもの)等からなる研磨工具
1が取り付けられている。
【0025】トップリング4は、その上面中央にトップ
リング回転軸5が取り付けられており、トップリング回
転軸5の上部はトップリング旋回アーム6内に挿入さ
れ、トップリング旋回アーム6に設置されたトップリン
グ回転駆動手段61とトップリング上下駆動手段63に
よって回転及び上下駆動されるように構成されている。
トップリング旋回アーム6は、旋回アーム回転軸7によ
って旋回されるように構成されている。つまりトップリ
ング4は旋回アーム回転軸7によって、図5に示す受渡
台138(a,b)とターンテーブル2(a,b)間を
移動自在に構成されている。またターンテーブル2の上
部には、砥液(スラリー)Sを供給する砥液供給管50
が設置されている。
【0026】カラーCCDカメラ10は、前記トップリ
ング4の側部近傍に位置するように、アーム11によっ
てトップリング旋回アーム6の側壁に取り付けられてい
る。これによってカラーCCDカメラ10は研磨中のタ
ーンテーブル2の研磨面のトップリング4近傍部分を撮
影することができる。カラーCCDカメラ10の設置位
置は、特に半導体ウエハWが飛び出し易いターンテーブ
ル2の回転方向下流側が望ましい。前述のようにカラー
CCDカメラ10をトップリング4の揺動機構であるト
ップリング旋回アーム6に一体に揺動するように固定す
れば、トップリング4を揺動させながら研磨するような
場合にも、カラーCCDカメラ10の撮影位置をトップ
リング4に対して常に固定することができ好適である。
なおもちろんカラーCCDカメラ10を別途独立に設置
したアーム等の取付手段に取り付け、この取付手段を揺
動することでトップリング4の側部近傍に位置するよう
に構成しても良い。
【0027】画像処理部40はカラーCCDカメラ10
で撮影した研磨面の画像データを入力し、その撮影した
部分に異物があるか否かを判定した上で、その結果を装
置運転制御部45に出力するように構成されている。
【0028】装置運転制御部45は研磨装置110全体
の動作を制御しており、具体的には、ターンテーブル2
やトップリング4の回転数を各々独立して制御する他、
トップリング4を上下動して半導体ウエハWの研磨面へ
の押圧力を制御したり、トップリング旋回アーム6を旋
回したり、スラリーSの供給量を制御したりする。
【0029】次に研磨装置110による基板研磨中にお
ける研磨面の異物検出方法を具体的に説明する。
【0030】図2は前記カラーCCDカメラ10等によ
って研磨中の半導体ウエハWの飛び出しを検出する方法
を示す概略フロー図である。前述のようにトップリング
4の下面に保持した半導体ウエハWは、研磨工具1の研
磨面に接触されてトップリング4とターンテーブル2の
回転によって研磨されるが、そのとき画像処理部40
は、カラーCCDカメラ10によって撮影された画像を
一秒間に数十回から数百回受け取り(ステップ1)、所
定の判断方法によって、研磨面上に異物、典型的にはト
ップリング4から飛び出した半導体ウエハWが存在する
か否かを判定する(ステップ2)。
【0031】具体的判定方法としては、例えば以下のよ
うな方法がある。 〔判定方法1〕まず予め画像処理部40に、事前に異物
として判定される半導体ウエハWの色を基準色として入
力・記憶しておく。そして画像処理部40は、カラーC
CDカメラ10から受け取った画像データの画像中の各
点の色をそれぞれ前記基準色と比較して、その点の色が
異物の色であるか研磨面の色であるかを選別する。そし
てある瞬間の画像において、異物の色であると選別され
た点の面積(点によって形成される面の面積)が予め設
定しておいた所定の面積(閾値)を越えてそれ以上にな
ったとき、画像処理部40は研磨面上に異物があると判
定する。即ち例えば図4に示すように、カラーCCDカ
メラ10から受け取ったある瞬間の画像データにおい
て、画像A1のように、異物であると選別された点の面
積(黒く塗りつぶした部分)が予め設定しておいた所定
の面積(閾値)以下である場合は、画像処理装置40は
異物はないと判定する。一方画像A2のように、異物で
あると選別された点の面積(黒く塗りつぶした部分)が
予め設定しておいた所定の面積(閾値)を越えてそれ以
上になった場合は、画像処理部40は研磨面上に異物が
あると判定する。
【0032】前記所定の面積が小さく設定されている場
合は、検出感度は良くなるが誤認識による検出が起きる
可能性がある。カラーCCDカメラ10の撮影範囲や半
導体ウエハWのサイズ、画像処理の頻度とターンテーブ
ル2の回転数の関係等によっても最適な設定面積は変わ
るが、半導体ウエハWの半分程度の面積に設定しておく
のが良い。また基準色を単色にするのではなく、幅を持
たせた色を設定しておくことにより、より安定した選
別、判定が可能になる。
【0033】上記判定方法では異物であると選別された
点の面積が予め設定しておいた所定の閾値を越えたとき
に研磨面上に異物があると判定したが、異物の面積を判
定基準にするのではなく、異物と選別されなかった点の
面積が所定面積(閾値)を越えてそれ以下になったとき
に異物があると判定するようにしても良い。
【0034】〔判定方法2〕判定方法1では基準色とし
て異物である半導体ウエハの色を設定・記憶したが、本
判定方法ではその代わりに研磨面の色を基準色として設
定・記憶しておく。この場合も画像処理部40は、カラ
ーCCDカメラ10から受け取った画像データの画像を
構成する各点の色をそれぞれ前記基準色と比較するが、
その際基準色から外れる色の点を異物として判断する。
【0035】そして判定方法1と同様に、ある瞬間の画
像において、異物であると選別された点の面積が予め設
定しておいた所定の面積(閾値)を越えてそれ以上にな
ったとき、画像処理部40は研磨面上に異物があると判
定する。基準色には幅を持たせた色を設定しておくこと
が好ましい。また異物の面積を判定基準にするのではな
く、異物と選別されなかった点の面積が所定面積(閾
値)を越えてそれ以下になったときに異物があると判定
するようにしても良い。
【0036】なお一般的に基板研磨中は研磨面にスラリ
ーSが供給され、これによって研磨面の色が変わるの
で、本判定方法ではこのスラリーSの色(スラリーSに
よって変化する研磨面の色)も考慮して基準色を決める
必要がある。またスラリーSから純水に切り替えていわ
ゆる水ポリッシングを行なったり、研磨プロセスによっ
ては研磨中にスラリーSを変更したりすることにより、
研磨面の色が変化する場合もある。何れの場合も、各種
スラリーSを供給した際の研磨面の色を基準色として設
定しておき、装置運転制御部45の制御によってスラリ
ーSを供給開始したり切り替えたり供給停止したりした
場合に、装置運転制御部45から画像処理部40にその
信号を出力することによって、画像処理部40の判定に
用いる基準色を切り替え、これによって異物の有無を判
定するようにする。これによって異物の安定した検出が
可能になる。
【0037】〔判定方法3〕本判定方法3では、研磨面
の色が二色でパターン化されている研磨工具1を用い
る。例えば研磨工具1の研磨面の色を、図3(a)に示
すように、放射線状に白っぽい部分a1と黒っぽい部分
a2が交互に並ぶ色模様としたり、図3(b)に示すよ
うに、市松模様の色模様としたりする。何れも図では白
黒で示しているが、実際はそれぞれ有彩色が好ましい。
前記パターンは、ターンテーブル2が回転した際に撮影
される画像においてそれぞれの色が占める割合の変化が
少なくて略一定になるように、カラーCCDカメラ10
の撮影範囲に対して十分に小さくなるようにする。又
は、研磨面の進行方向に平行な模様、ターンテーブルの
場合は同芯円状の模様にすることで研磨面の移動による
それぞれの色の割合の変化を実質的になくすこともでき
る。
【0038】画像処理部40においては、基準色として
このパターンの二色を予め設定・記憶しておき、ある瞬
間の一つの画像に対してそれぞれの基準色の占める面積
を求める。そして異物有無の判定は、二つの色の面積の
内、何れか一方だけでも、ターンテーブル2の回転によ
る面積の変化を超えて、所定の面積よりも小さくなった
ときに異物があると判定する。研磨面の色と異物の色が
似ている場合は、異物有無の判定が不確実になる恐れが
あるが、この判定方法によれば、基準色が2つになるた
め、異物がどのような色であっても、少なくとも何れか
一方の基準色とは明確に相違し、その検出が確実に行な
える。この場合も基準色に幅を持たせた色を設定してお
くことが好ましい。
【0039】以上本発明の実施形態として3つの判定方
法を説明したが、何れの場合も本発明では撮影手段とし
てカラーカメラを使用しているため、撮影した画像の各
点が三原色のそれぞれの階調データを持っている。その
ため、この階調データをそれぞれ比較していくことによ
り、白黒画像、モノトーン画像での明度の比較では検出
できなかった物体のもつ色の違いを検出することができ
る。
【0040】次に図2に示すステップ2に戻り、前記判
定方法によって画像処理部40が異物なしと判定した場
合は、研磨装置110の運転を継続して上記判定処理動
作(ステップ1,2)を繰り返していく。
【0041】一方前記判定方法によって画像処理部40
が異物ありと判定した場合は、その信号が画像処理部4
0から装置運転制御部45に送られ、装置運転制御部4
5は、半導体ウエハW及び研磨装置110自体の破損を
防止するため、直ちに研磨動作を停止させる(ステップ
3)。具体的には、ターンテーブル2、トップリング4
の回転を停止させ、トップリング4を上昇して研磨工具
1と離間させる。更に警報音を鳴らしたり、半導体製造
工場の集中制御室に警報信号を送ったりする。なお、前
記図5に示す洗浄装置付きの研磨装置のように、研磨装
置110(110a,110b)に複数のターンテーブ
ル2(2a,2b)とトップリング4(4a,4b)が
ある場合や、洗浄装置(洗浄乾燥装置)126がビルト
インされている場合は、該当する研磨装置(例えば11
0a)のみの動作を停止させて、他の研磨装置(110
b)や洗浄装置126等は動作を継続させておくことも
できる。
【0042】以上本発明の実施形態を説明したが、本発
明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求
の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範
囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書
及び図面に記載がない何れの形状や構造であっても、本
願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思
想の範囲内である。例えば上記実施形態では回転するタ
ーンテーブル2を用いた研磨装置110を示している
が、直線運動する研磨ベルトに基板を押圧する構造の研
磨装置等にも同様に適用可能なことは言うまでもない。
要は研磨面と基板保持手段とを具備し、基板保持手段に
保持した基板の被研磨面を研磨面に押圧して基板と研磨
面とを相対運動させることによって基板を研磨する研磨
装置であれば、どのような構造の研磨装置にも適用でき
る。
【0043】また上記実施形態ではトップリング4から
飛び出した半導体ウエハWを異物として検出する例を示
したが、半導体ウエハW以外の各種異物の検出にも適用
できることは言うまでもない。
【0044】また上記判定方法3では、研磨面の色彩を
二色としたが、三色以上の複数色とし、これら三色以上
の複数色(又はその内の所定の複数色)を基準色として
異物の判定に使用しても良い。
【0045】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、研磨面を撮影するカメラとしてカラーカメラを用い
たので、撮影した画像の各点が三原色のそれぞれの階調
データを持っていてこの階調データをそれぞれ比較して
いくので、明度の比較では検出できなかった物体のもつ
色の違いを細かく検出することができ、研磨面上の異物
の有無をより確実に検知することができ、基板と研磨装
置の両者を確実に保護できるという優れた効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】研磨装置110の要部概略正面図である。
【図2】異物検出方法の一例を示す概略フロー図であ
る。
【図3】図3(a),図3(b)は何れも二色パターン
化した研磨工具1の研磨面を示す図である。
【図4】研磨面上の異物の具体的検出方法を示す図であ
る。
【図5】洗浄装置付き研磨装置の一例を示す全体概略構
成図である。
【符号の説明】
110(110a,110b) 研磨装置 1 研磨工具 2 ターンテーブル(研磨テーブル) 3 テーブル回転軸 4 トップリング(基板保持手段) 5 トップリング回転軸 6 トップリング旋回アーム 7 旋回アーム回転軸 10 カラーCCDカメラ(カラーカメラ) 40 画像処理部 45 装置運転制御部 50 砥液供給管 S 砥液(スラリー) W 半導体ウエハ(基板)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/304 622 H01L 21/304 622Z Fターム(参考) 3C034 AA08 AA13 BB93 CA02 CA05 3C058 AA07 AC02 CB03 DA13 DA17 5B057 AA03 BA02 CA01 CA12 CA16 DA01 DB02 DC25 DC36 5L096 AA02 CA02 FA15 FA59 JA11

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 研磨面と、基板を保持しこの基板の被研
    磨面を前記研磨面に押圧する基板保持手段とを具備し、
    前記基板と研磨面とを相対運動させることによって基板
    を研磨する研磨装置において、 研磨面の基板保持手段近傍部分を撮影するカラーカメラ
    と、 前記カラーカメラによって撮影された画像データ中の色
    の状態によって研磨面上の異物の有無を判定する画像処
    理部とを備えたことを特徴とする研磨装置。
  2. 【請求項2】 前記画像処理部は、 画像データ中の各点の色が異物の色であるか否かを選別
    する選別手段と、 異物の色であると選別された点の合計面積が予め定めた
    閾値を越えている場合に異物有りと判定する判定手段
    と、を具備していることを特徴とする請求項1記載の研
    磨装置。
  3. 【請求項3】 前記画像処理部は、 画像データ中の各点の色が予め基準色として記憶してお
    いた異物の色又は研磨面側の色と合致するか否かを選別
    する選別手段と、 基準色に合致する面積又は基準色に合致しない面積が所
    定の閾値を越えたときに異物有りと判定する判定手段
    と、を具備していることを特徴とする請求項1記載の研
    磨装置。
  4. 【請求項4】 前記研磨装置は更に、前記画像処理部が
    異物有りと判定した場合に基板と研磨面間の相対運動を
    停止させ、基板保持手段と研磨面とを離間させる装置運
    転制御部を備えていることを特徴とする請求項1又は2
    又は3記載の研磨装置。
  5. 【請求項5】 基板を研磨面に押圧した状態で基板と研
    磨面とを相対運動させることによって基板を研磨してい
    る際に、研磨面上の異物を検出する研磨面の異物検出方
    法において、 前記研磨面の異物検出方法は、 前記研磨面の所定部分をカラーカメラによって撮影し、 前記撮影した画像データ中の各点の色を予め基準色とし
    て記憶しておいた異物の色又は研磨面側の色と合致する
    か否かを選別し、 基準色に合致する色の面積又は基準色に合致しない色の
    面積が所定の閾値を越えたときに異物があると判定する
    方法であることを特徴とする研磨面の異物検出方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014139964A (ja) * 2013-01-21 2014-07-31 Disco Abrasive Syst Ltd ウェーハの加工方法
CN110948376A (zh) * 2019-10-24 2020-04-03 清华大学 一种用于化学机械抛光承载头的驱动装置
CN110948379A (zh) * 2019-10-24 2020-04-03 清华大学 一种化学机械抛光装置
CN113021173A (zh) * 2019-12-24 2021-06-25 株式会社荏原制作所 研磨单元、基板处理装置及研磨方法
CN115131739A (zh) * 2022-08-30 2022-09-30 海门市华呈精密标准件有限公司 金属拉丝工艺智能调控方法及系统

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4756583B2 (ja) * 2005-08-30 2011-08-24 株式会社東京精密 研磨パッド、パッドドレッシング評価方法、及び研磨装置
JP2009526240A (ja) * 2006-02-09 2009-07-16 ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション ウエハの特性決定のための方法とシステム
US8586398B2 (en) * 2008-01-18 2013-11-19 Miasole Sodium-incorporation in solar cell substrates and contacts
US8536054B2 (en) * 2008-01-18 2013-09-17 Miasole Laser polishing of a solar cell substrate
US8546172B2 (en) 2008-01-18 2013-10-01 Miasole Laser polishing of a back contact of a solar cell
JP5191312B2 (ja) * 2008-08-25 2013-05-08 東京エレクトロン株式会社 プローブの研磨方法、プローブ研磨用プログラム及びプローブ装置
JP2010186863A (ja) * 2009-02-12 2010-08-26 Disco Abrasive Syst Ltd 位置合わせ機構、加工装置および位置合わせ方法
US20100258173A1 (en) * 2009-04-13 2010-10-14 Joseph Laia Polishing a thin metallic substrate for a solar cell
CN102528639B (zh) * 2012-01-20 2014-07-23 厦门大学 大口径平面光学元件抛光盘表面平整性在线检测系统
SG11201407341TA (en) * 2012-05-09 2014-12-30 Seagate Technology Llc Surface features mapping
US9212900B2 (en) 2012-08-11 2015-12-15 Seagate Technology Llc Surface features characterization
US9297759B2 (en) 2012-10-05 2016-03-29 Seagate Technology Llc Classification of surface features using fluorescence
US9297751B2 (en) 2012-10-05 2016-03-29 Seagate Technology Llc Chemical characterization of surface features
US9377394B2 (en) 2012-10-16 2016-06-28 Seagate Technology Llc Distinguishing foreign surface features from native surface features
US9217714B2 (en) 2012-12-06 2015-12-22 Seagate Technology Llc Reflective surfaces for surface features of an article
JP6139188B2 (ja) * 2013-03-12 2017-05-31 株式会社荏原製作所 研磨装置および研磨方法
US9513215B2 (en) 2013-05-30 2016-12-06 Seagate Technology Llc Surface features by azimuthal angle
US9201019B2 (en) 2013-05-30 2015-12-01 Seagate Technology Llc Article edge inspection
US9217715B2 (en) 2013-05-30 2015-12-22 Seagate Technology Llc Apparatuses and methods for magnetic features of articles
US9274064B2 (en) 2013-05-30 2016-03-01 Seagate Technology Llc Surface feature manager
US20150072594A1 (en) * 2013-09-09 2015-03-12 Apple Inc. Method for detecting a polishing compound and related system and computer program product
US9240042B2 (en) * 2013-10-24 2016-01-19 Globalfoundries Inc. Wafer slip detection during CMP processing
CN103692295B (zh) * 2013-12-13 2016-05-25 上海现代先进超精密制造中心有限公司 一种超精密凸锥镜测量-抛光修正系统中的优化处理方法
KR102443220B1 (ko) * 2015-05-22 2022-09-15 삼성전자주식회사 기판 처리 장치
US10565701B2 (en) 2015-11-16 2020-02-18 Applied Materials, Inc. Color imaging for CMP monitoring
US11557048B2 (en) 2015-11-16 2023-01-17 Applied Materials, Inc. Thickness measurement of substrate using color metrology
US9770808B2 (en) 2016-01-12 2017-09-26 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Method of manufacturing chemical mechanical polishing pads
US9737971B2 (en) 2016-01-12 2017-08-22 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing pad, polishing layer analyzer and method
US10272541B2 (en) 2016-01-22 2019-04-30 Rohm and Haas Electronic Matericals CMP Holdings, Inc. Polishing layer analyzer and method
CN106276169B (zh) * 2016-09-05 2018-04-03 黑田机械科技(昆山)有限公司 一种多功能带检测的磨床
CN206509881U (zh) * 2017-03-06 2017-09-22 合肥鑫晟光电科技有限公司 外观不良修复系统
CN108422321B (zh) * 2018-04-28 2023-12-01 长鑫存储技术有限公司 化学机械研磨的抛光垫图像检测系统及方法
US11100628B2 (en) 2019-02-07 2021-08-24 Applied Materials, Inc. Thickness measurement of substrate using color metrology
CN113118966B (zh) * 2019-12-31 2022-08-16 清华大学 一种用于化学机械抛光的承载头及其使用方法
JP7443169B2 (ja) * 2020-06-29 2024-03-05 株式会社荏原製作所 基板処理装置、基板処理方法、および基板処理方法を基板処理装置のコンピュータに実行させるためのプログラムを格納した記憶媒体
US20220126418A1 (en) * 2020-10-26 2022-04-28 Illinois Tool Works Inc. Grinding/polishing systems and methods having proximity sensors
CN115502883B (zh) * 2022-10-19 2023-11-07 上海芯物科技有限公司 一种晶圆研磨机台控制方法、装置、介质以及电子设备

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5823853A (en) 1996-07-18 1998-10-20 Speedfam Corporation Apparatus for the in-process detection of workpieces with a monochromatic light source
TW400567B (en) * 1995-04-10 2000-08-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd The polishing device and its polishing method for the substrate
JP3298770B2 (ja) 1995-09-28 2002-07-08 東芝機械株式会社 研磨方法およびその装置
US5885134A (en) 1996-04-18 1999-03-23 Ebara Corporation Polishing apparatus
US6090475A (en) * 1996-05-24 2000-07-18 Micron Technology Inc. Polishing pad, methods of manufacturing and use
EP1213094A3 (en) 1996-05-30 2003-01-08 Ebara Corporation Polishing apparatus having interlock function
US5741171A (en) 1996-08-19 1998-04-21 Sagitta Engineering Solutions, Ltd. Precision polishing system
JP3705670B2 (ja) 1997-02-19 2005-10-12 株式会社荏原製作所 ポリッシング装置及び方法
JP3761673B2 (ja) 1997-06-17 2006-03-29 株式会社荏原製作所 ポリッシング装置
JP3494084B2 (ja) 1999-07-12 2004-02-03 Jfeスチール株式会社 溶融金属取扱い設備における異常事態の自動検出方法及び装置
JP2001096455A (ja) 1999-09-28 2001-04-10 Ebara Corp 研磨装置
KR100383324B1 (ko) * 2000-11-24 2003-05-12 삼성전자주식회사 반도체 장치의 제조에서 연마 패드 검사 방법과 이를 수행하기 위한 검사 장치 및 이를 채용한 연마 장치.
US7072034B2 (en) * 2001-06-08 2006-07-04 Kla-Tencor Corporation Systems and methods for inspection of specimen surfaces
KR100436861B1 (ko) * 2001-08-27 2004-06-30 나노메트릭스코리아 주식회사 화학적 기계적 연마장치에 사용하는 연마 패드의 결함검사 방법 및 장치

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014139964A (ja) * 2013-01-21 2014-07-31 Disco Abrasive Syst Ltd ウェーハの加工方法
TWI602229B (zh) * 2013-01-21 2017-10-11 Disco Corp Wafer processing methods
CN110948376A (zh) * 2019-10-24 2020-04-03 清华大学 一种用于化学机械抛光承载头的驱动装置
CN110948379A (zh) * 2019-10-24 2020-04-03 清华大学 一种化学机械抛光装置
CN110948379B (zh) * 2019-10-24 2020-10-20 清华大学 一种化学机械抛光装置
CN113021173A (zh) * 2019-12-24 2021-06-25 株式会社荏原制作所 研磨单元、基板处理装置及研磨方法
JP2021100776A (ja) * 2019-12-24 2021-07-08 株式会社荏原製作所 研磨ユニット、基板処理装置、および研磨方法
JP7406980B2 (ja) 2019-12-24 2023-12-28 株式会社荏原製作所 研磨ユニット、基板処理装置、および研磨方法
CN113021173B (zh) * 2019-12-24 2024-05-14 株式会社荏原制作所 研磨单元、基板处理装置及研磨方法
CN115131739A (zh) * 2022-08-30 2022-09-30 海门市华呈精密标准件有限公司 金属拉丝工艺智能调控方法及系统

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