JP2004160609A - Cmp device and polishing method, semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、CMP装置、CMP研磨方法、半導体装置及びその製造方法に関する。特には、レーザー窓の透明膜の失透を抑制して研磨終点を正確に検出できるCMP装置、CMP研磨方法、半導体装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図3(a)は、従来の研磨終点検出装置を備えたCMP(Chemical Mechanical Polishing)装置の概略を示す平面図であり、図3(b)は、図3(a)に示す3b−3b線に沿った断面図である。図4は、図3(b)に示す研磨クロスとターンテーブルの一部を拡大した断面図である。
CMP装置は円盤形状のターンテーブル111を有しており、このターンテーブル111の下面には回転軸(図示せず)を介して回転モータ(図示せず)が配置されている。
【0003】
ターンテーブル111の上面上には研磨クロス113が載置されている。ターンテーブル111の下方には発光素子123及び受光素子(図示せず)が配置されている。ターンテーブル111及び研磨クロス113にはレーザー窓(穴)120が設けられている。研磨クロス113のレーザー窓には図4に示すように樹脂製の透明膜131が設置されている。ターンテーブル111のレーザー窓には樹脂製の透明膜132が設置されている。
【0004】
ターンテーブル111が矢印のように回転して発光素子123の上方にレーザー窓120が位置した時、発光素子123により発せられたレーザー光がレーザー窓120及び透明膜131,132を通してターンテーブル111の上方に送られるようになっている。発光素子123、受光素子及びレーザー窓120等により研磨終点検出装置を構成している。
【0005】
ターンテーブル111の上方にはウエハ保持手段としてのウエハ吸着ヘッド117が配置されており、このウエハ吸着ヘッド117の上部には回転軸118を介して回転モータ(図示せず)が配置されている。研磨時にはウエハ吸着ヘッド117が発光素子123の上方に位置するようになっている。また、ターンテーブル111の上方にはスラリー(図示せず)を吐出するノズル(図示せず)が配置されている。
【0006】
ターンテーブル111の上方にはコンディショナ124が設けられており、このコンディショナ124はアーム125によって支持されている。また、コンディショナ124は、複数枚のウエハを研磨した後又はウエハを研磨しながら、研磨クロス113の表面を調整するものである。
【0007】
上記CMP装置において被研磨基板としてのウエハを研磨する場合、まず、ウエハ保持手段117の下部にウエハ115の裏面を真空吸着する。そして、回転モータによってターンテーブル111を図3(a)に示す矢印の方向に回転させ、ノズルからスラリーを吐出し、そのスラリーを研磨クロス113の中央付近に滴下する。次に、回転モータによってウエハ保持手段117を矢印の方向に回転させ、ウエハ115の表面(研磨面)を研磨クロス113に押圧する。このようにしてウエハ115を研磨しながら発光素子123によって発せられたレーザー光を、レーザー窓120及び透明膜131,132を通してウエハ115の研磨面に照射し、その研磨面で反射した光を、レーザー窓120及び透明膜131,132を通して受光素子により受光する。この受光した光の反射率、強度を検知し、その変化によってウエハ115の研磨終点を検出する。この研磨終点時にウエハの研磨を終了させる。
【0008】
また、ウエハ115を研磨しながら、コンディショナ124を研磨クロス113に接触させて揺動させる。これにより、研磨クロス113の表面が調整される。なお、コンディショナによる研磨クロスの調整は、ウエハの研磨中ではなくウエハを研磨した後、ウエハを研磨していないときに行っても良い。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のCMP装置では、図4に示すように、研磨クロス113のレーザー窓に設置した透明膜131とターンテーブル111のレーザー窓に設置した透明膜132との間に空間(隙間)133が存在する。この空間133に水分が浸入することがある。侵入経路は、透明膜132と研磨クロス113との隙間やターンテーブル111と研磨クロス113との隙間などである。これらの隙間を通って空間133に水分が浸入すると、この水分がウエハ研磨中の摩擦熱で蒸発し、透明膜131,132の表面で結露することにより、該透明膜が失透してしまうことがある。このように失透すると、レーザー窓120を通してウエハ115の研磨面に照射する光の強度と、その研磨面で反射した光を、レーザー窓120を通して受光素子により受光する光の強度が失透した透明膜131,132によって弱められるので、この受光した光の反射率を正確に検知することができなくなる。それにより、ウエハ115の研磨終点を正確に検出することができなくなる。
【0010】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、レーザー窓の透明膜の失透を抑制して研磨終点を正確に検出できるCMP装置、CMP研磨方法、半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るCMP装置は、被研磨基板の研磨終点を検出する研磨終点検出機構を備えたCMP装置において、
ターンテーブルと、
このターンテーブル上に載置され、被研磨基板を押圧して研磨する研磨クロスと、
この研磨クロス及びターンテーブルに設けられたレーザー窓と、
このレーザー窓内に設置された透明膜と、
前記レーザー窓及び透明膜を通して被研磨基板の研磨面にレーザー光を照射する発光素子と、
前記研磨面で反射した光を、レーザー窓及び透明膜を通して受光する受光素子と、
前記透明膜の結露を防止する結露防止機構と、
を具備することを特徴とする。
【0012】
上記CMP装置によれば、CMP装置に結露防止機構を備えているため、レーザー窓内の透明膜に結露が発生するのを抑制することができ、その結果、レーザー窓の透明膜の失透を抑制することができる。従って、研磨終点を検出する際、レーザー窓及び透明膜を通して受光素子により受光する光の強度が失透した透明膜によって弱められることがない。このため、この受光した光の反射強度を安定して検知することができ、ウエハの研磨面の光の反射率、光の強度の変化を安定して測定することができる。それにより、被研磨基板の研磨終点を正確に検出することができる。
【0013】
また、本発明に係るCMP装置において、前記結露防止機構は加熱装置を有するものであることも可能である。
また、本発明に係るCMP装置において、前記結露防止機構は冷却装置を有するものであることも可能である。
また、本発明に係るCMP装置において、前記結露防止機構は乾燥機を有するものであることも可能である。
【0014】
本発明に係る半導体装置は、前記CMP装置を用いてCMP研磨を行う工程を経て製造されたものであることを特徴とする。
本発明に係る半導体装置の製造方法は、前記CMP装置を用いてCMP研磨を行う工程を経て半導体装置を製造することを特徴とする。
【0015】
本発明に係るCMP研磨方法は、被研磨基板の研磨終点を検出する研磨終点検出機構を備えたCMP装置を用いて研磨するCMP研磨方法であって、
前記CMP装置は、ターンテーブルと、このターンテーブル上に載置された研磨クロスと、この研磨クロス及びターンテーブルに設けられたレーザー窓と、このレーザー窓内に設置された透明膜と、発光素子と、受光素子と、を具備しており、
前記ターンテーブルを回転させ、前記研磨クロス上にスラリーを滴下し、該研磨クロスに被研磨基板を押圧して研磨しながら、前記レーザー窓内を加熱して所定の温度に保持することにより透明膜に結露が発生するのを抑制しつつ、前記レーザー窓及び透明膜を通して被研磨基板の研磨面にレーザー光を発光素子によって照射し、前記研磨面で反射した光を、レーザー窓及び透明膜を通して受光素子によって受光することにより、研磨終点を検出することを特徴とする。
【0016】
上記CMP研磨方法によれば、レーザー窓内を加熱して所定の温度に保持することにより透明膜に結露が発生するのを抑制しているため、レーザー窓の透明膜の失透を抑制することができる。従って、研磨終点を検出する際、レーザー窓及び透明膜を通して受光素子により受光する光の強度が失透した透明膜によって弱められることがない。このため、この受光した光の反射強度を安定して検知することができ、ウエハの研磨面の光の反射率、光の強度の変化を安定して測定することができる。それにより、被研磨基板の研磨終点を正確に検出することができる。
【0017】
本発明に係るCMP研磨方法は、被研磨基板の研磨終点を検出する研磨終点検出機構を備えたCMP装置を用いて研磨するCMP研磨方法であって、
前記CMP装置は、ターンテーブルと、このターンテーブル上に載置された研磨クロスと、この研磨クロス及びターンテーブルに設けられたレーザー窓と、このレーザー窓内に設置された透明膜と、発光素子と、受光素子と、を具備しており、
前記ターンテーブルを回転させ、前記研磨クロス上にスラリーを滴下し、該研磨クロスに被研磨基板を押圧して研磨しながら、前記レーザー窓の内側面を冷却することにより、該レーザー窓の内側面に優先的に結露を発生させて前記透明膜に結露が発生するのを抑制しつつ、前記レーザー窓及び透明膜を通して被研磨基板の研磨面にレーザー光を発光素子によって照射し、前記研磨面で反射した光を、レーザー窓及び透明膜を通して受光素子によって受光することにより、研磨終点を検出することを特徴とする。
【0018】
上記CMP研磨方法によれば、レーザー窓の内側面を冷却することにより、該レーザー窓の内側面に優先的に結露を発生させて透明膜に結露が発生するのを抑制しているため、レーザー窓の透明膜の失透を抑制することができる。従って、被研磨基板の研磨終点を正確に検出することができる。
【0019】
本発明に係るCMP研磨方法は、被研磨基板の研磨終点を検出する研磨終点検出機構を備えたCMP装置を用いて研磨するCMP研磨方法であって、
前記CMP装置は、ターンテーブルと、このターンテーブル上に載置された研磨クロスと、この研磨クロス及びターンテーブルに設けられたレーザー窓と、このレーザー窓内に設置された透明膜と、発光素子と、受光素子と、を具備しており、
前記ターンテーブルを回転させ、前記研磨クロス上にスラリーを滴下し、該研磨クロスに被研磨基板を押圧して研磨しながら、前記レーザー窓内を乾燥雰囲気にすることにより透明膜に結露が発生するのを抑制しつつ、前記レーザー窓及び透明膜を通して被研磨基板の研磨面にレーザー光を発光素子によって照射し、前記研磨面で反射した光を、レーザー窓及び透明膜を通して受光素子によって受光することにより、研磨終点を検出することを特徴とする。
【0020】
上記CMP研磨方法によれば、レーザー窓内を乾燥雰囲気にすることにより透明膜に結露が発生するのを抑制しているため、レーザー窓の透明膜の失透を抑制することができる。従って、被研磨基板の研磨終点を正確に検出することができる。
【0021】
本発明に係る半導体装置は、前記CMP研磨方法により研磨する工程を経て製造されたものであることを特徴とする。
本発明に係る半導体装置の製造方法は、前記CMP研磨方法により研磨する工程を経て半導体装置を製造することを特徴とする。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の実施の形態によるCMP装置の一部の構成を示す断面図である。図2は、図1に示す研磨クロスとターンテーブルの一部を拡大した断面図である。
図1に示すように、CMP装置10は円盤形状のターンテーブル11を有しており、このターンテーブル11の下面にはターンテーブル中心軸24に沿って回転軸(図示せず)が設けられており、この回転軸を介して回転モータ(図示せず)が配置されている。
【0023】
ターンテーブル11の上面上には研磨クロス13が載置されている。この研磨クロス13は、裏張り層20と、その上に形成されたカバー層22と、から構成されている。ターンテーブル11の上方にはウエハ保持手段としてのウエハ吸着ヘッド17が配置されている。このウエハ吸着ヘッド17の上部には吸着ヘッド中心軸26に沿った回転軸18が配置されており、この回転軸18には回転モータ(図示せず)が配置されている。ウエハ吸着ヘッド17は、平行移動アーム28を備えた移動手段により矢印の方向に移動可能に構成されている。また、ターンテーブル11の上方にはスラリー(図示せず)を吐出するノズル(図示せず)が配置されている。
【0024】
ターンテーブル11及び研磨クロス13にはレーザー窓(穴)30が設けられており、研磨クロス13のレーザー窓30には図2に示すように樹脂製の透明膜51が設置されている。ターンテーブル11のレーザー窓30の下方は開口されている。このため、従来のレーザー窓に比べて透明膜に結露が発生することを少なくすることができる。また、ターンテーブル11内のレーザー窓に面した部分には結露防止機構52が配置されている。
【0025】
この結露防止機構52としては、例えば電熱ヒータのような加熱装置を用いても良いし、冷却水又は冷却ガスをターンテーブル11内に供給して該ターンテーブル11のレーザー窓内を冷却する冷却装置を用いても良いし、レーザー窓内を乾燥させる乾燥機を用いても良い。なお、結露防止機構52は、図2に示す位置に配置する必要は必ずしも無く、結露防止機能を発揮できるのであれば、他の位置に配置することも可能である。
【0026】
図1に示すように、レーザー窓30は、ウエハ吸着ヘッド17の平行移動的な動きに関係なく、ターンテーブル11が回転している時間の一部の間、ウエハ吸着ヘッド17によって保持されるウエハ14から見えるように位置している。
ターンテーブル11の下方には発光素子32及び受光素子(図示せず)が配置されている。ターンテーブル11が矢印のように回転して発光素子32の上方にレーザー窓30が位置した時、発光素子32により発せられたレーザー光がレーザー窓30及び透明膜51を通してターンテーブル11の上方に送られるようになっている。発光素子32、受光素子及びレーザー窓30等により研磨終点検出装置を構成している。
【0027】
発光素子32としては、種々のものを用いることが可能であり、受光素子としては、ウエハ研磨面から反射した光を受け、その光の波長、強度などを観測できるものであれば種々のものを用いることが可能である。例えば、発光素子32及び受光素子としては、光学式膜厚検出アレイを用いることが好ましいが、それ以外の素子を用いても良く、ダイオードを複数並べたような光学式検出器を用いることも可能である。
【0028】
ターンテーブル11の上方には研磨クロス13のコンディショニングを行うコンディショナ41が設けられている。このコンディショナ41の上部には支持部材を介して平行移動アーム42が配置されている。コンディショナ41は、平行移動アーム42を備えた揺動機構により矢印の方向に移動可能に構成されている。揺動機構は、コンディショナ41が研磨クロス13の回転方向に対してほぼ垂直方向に揺れ動くようにする機構である。
【0029】
なお、揺動機構は、ステッピングモータを用いてコンディショナ41を矢印のように移動させるものであっても良いし、その他のものを用いても良い。また、コンディショナ41は、複数枚のウエハを研磨した後又はウエハを研磨しながら、研磨クロス13の表面を調整するものである。なお、CMP装置10には制御部(図示せず)が設けられており、この制御部によって揺動機構を制御し、コンディショナ41の動きを制御するようになっている。
【0030】
上記CMP装置において被研磨基板としてのウエハ14を研磨する場合、まず、ウエハ吸着ヘッド17の下部にウエハ14の裏面を真空吸着する。そして、回転モータによってターンテーブル11を図1に示す矢印の方向に回転させ、ノズルからスラリーを吐出し、そのスラリーを研磨クロス13の中央付近に滴下する。次に、回転モータによってウエハ吸着ヘッド17を矢印の方向に回転させ、ウエハ14の表面(研磨面)を研磨クロス13に押圧し、さらにウエハ吸着ヘッド17によってウエハ14の裏面からエアーにて所定荷重(例えば2.0〜5.0PSI)をかけて押圧する。
【0031】
このようにしてウエハ14を研磨しながら発光素子32によって発せられたレーザー光34を、レーザー窓30を通してウエハ14の研磨面に照射し、その研磨面で反射した光を、レーザー窓30を通して受光素子により受光する。この受光した光の反射率、光の強度を検知し、ウエハ14の研磨終点を検出する。この研磨終点時にウエハの研磨を終了させる。
【0032】
このように複数のウエハを研磨した後、コンディショナ41を研磨クロス13に所定荷重(例えば3.0〜6.0PSI)をかけて接触させ揺動させる。このようにして研磨クロス13の表面が調整される。なお、コンディショナによる研磨クロスの調整は、ウエハの研磨後に限られず、ウエハの研磨中又はウエハを研磨していない時に行うことも可能である。
【0033】
上記のようにウエハを研磨している間は結露防止機構52を作動させておくことにより、レーザー窓の透明膜51の結露を防止することができる。
すなわち、結露防止機構52がヒータなどの加熱装置である場合、ヒータによってレーザー窓30内をプロセス温度と同程度の温度、例えば50〜60℃程度に保持することにより、透明膜51に結露が発生するのを防止する。
【0034】
また、結露防止機構52が冷却装置である場合、ターンテーブル11内に冷却水又は冷却ガスを供給してターンテーブル11のレーザー窓の内側面を冷却することにより、レーザー窓の内側面に優先的に結露を発生させる。その結果、透明膜51に結露が発生するのを防止することができる。
また、結露防止機構52が乾燥機である場合、乾燥機によってレーザー窓内を乾燥雰囲気にすることにより、透明膜51に結露が発生するのを防止する。
【0035】
上記実施の形態によれば、CMP装置に結露防止機構52を備えているため、レーザー窓内の透明膜51に結露が発生するのを防止することができる。その結果、レーザー窓の透明膜の失透を抑制することができる。従って、研磨終点を検出する際、レーザー窓30及び透明膜51を通して受光素子により受光する光の強度が失透した透明膜によって弱められることがない。このため、この受光した光の反射強度を安定して検知することができ、ウエハの研磨面の光の反射率、光の強度の変化を安定して測定することができる。それにより、ウエハ14の研磨終点を正確に検出することができる。
【0036】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。
また、上記実施の形態では、CMP装置、CMP研磨方法について説明しているが、本発明はこれらに限定されるものではなく、前記CMP装置を用いてCMP研磨を行う工程を経て製造された半導体装置として実施することも可能であり、また、前記CMP装置を用いてCMP研磨を行う工程を経て半導体装置を製造する半導体装置の製造方法として実施することも可能であり、また、前記CMP研磨方法により研磨する工程を経て製造された半導体装置として実施することも可能であり、また、前記CMP研磨方法により研磨する工程を経て半導体装置を製造する半導体装置の製造方法として実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態によるCMP装置の一部の構成を示す断面図。
【図2】図1に示す研磨クロスとターンテーブルの一部を拡大した断面図。
【図3】従来の研磨終点検出装置を備えたCMP装置の概略図。
【図4】図3(b)に示す研磨クロスとターンテーブルの一部の拡大断面図。
【符号の説明】
10…CMP装置、11,111…ターンテーブル、13,113…研磨クロス、14,115…ウエハ、17,117…ウエハ吸着ヘッド、18,118…回転軸、20…裏張り層、22…カバー層、24…ターンテーブル中心軸、
26…吸着ヘッド中心軸、28…平行移動アーム、30,120…レーザー窓、32,123…発光素子、34…レーザー光、41,124…コンディショナ、42…平行移動アーム、51,131,132…透明膜、52…結露防止機構、125…アーム[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a CMP apparatus, a CMP polishing method, a semiconductor device, and a method for manufacturing the same. In particular, the present invention relates to a CMP apparatus, a CMP polishing method, a semiconductor device, and a method of manufacturing the same, which can accurately detect a polishing end point while suppressing devitrification of a transparent film of a laser window.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3A is a plan view schematically showing a CMP (Chemical Mechanical Polishing) apparatus provided with a conventional polishing end point detection apparatus, and FIG. 3B is a 3b-3b line shown in FIG. FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a part of the polishing cloth and the turntable shown in FIG.
The CMP apparatus has a disk-
[0003]
A
[0004]
When the
[0005]
Above the
[0006]
A
[0007]
When polishing a wafer as a substrate to be polished by the CMP apparatus, first, the back surface of the
[0008]
Further, while polishing the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional CMP apparatus, as shown in FIG. 4, a space (gap) 133 exists between the
[0010]
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and has as its object to suppress a devitrification of a transparent film of a laser window and accurately detect a polishing end point, a CMP polishing method, and a semiconductor device. And a method for manufacturing the same.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a CMP apparatus according to the present invention is a CMP apparatus including a polishing end point detection mechanism for detecting a polishing end point of a substrate to be polished,
Turntable,
A polishing cloth placed on the turntable and pressing and polishing the substrate to be polished,
A laser window provided on the polishing cloth and the turntable,
A transparent film installed inside this laser window,
A light emitting element that irradiates a laser beam to the polished surface of the substrate to be polished through the laser window and the transparent film,
A light-receiving element that receives light reflected by the polished surface through a laser window and a transparent film,
A condensation prevention mechanism for preventing condensation of the transparent film,
It is characterized by having.
[0012]
According to the above CMP apparatus, since the CMP apparatus is provided with the dew condensation preventing mechanism, it is possible to suppress the occurrence of dew condensation on the transparent film in the laser window. Can be suppressed. Therefore, when detecting the polishing end point, the intensity of light received by the light receiving element through the laser window and the transparent film is not reduced by the devitrified transparent film. Therefore, the reflection intensity of the received light can be detected stably, and the change in the light reflectance and the light intensity of the polished surface of the wafer can be stably measured. Thereby, the polishing end point of the substrate to be polished can be accurately detected.
[0013]
In the CMP apparatus according to the present invention, the dew condensation preventing mechanism may include a heating device.
Further, in the CMP apparatus according to the present invention, the dew condensation preventing mechanism may include a cooling device.
Further, in the CMP apparatus according to the present invention, the dew condensation preventing mechanism may include a dryer.
[0014]
A semiconductor device according to the present invention is manufactured through a step of performing CMP using the CMP apparatus.
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is characterized in that a semiconductor device is manufactured through a step of performing CMP using the CMP apparatus.
[0015]
The CMP polishing method according to the present invention is a CMP polishing method for polishing using a CMP apparatus having a polishing end point detection mechanism for detecting a polishing end point of a substrate to be polished,
The CMP apparatus includes: a turntable; a polishing cloth mounted on the turntable; a laser window provided on the polishing cloth and the turntable; a transparent film installed in the laser window; And a light receiving element,
The transparent film is formed by rotating the turntable, dropping slurry on the polishing cloth, pressing the substrate to be polished against the polishing cloth and polishing the same while heating the inside of the laser window to maintain a predetermined temperature. Irradiation of laser light by a light emitting element on the polished surface of the substrate to be polished through the laser window and the transparent film while suppressing the occurrence of dew condensation on the substrate, and light reflected by the polished surface is received through the laser window and the transparent film. The end point of polishing is detected by receiving light by the element.
[0016]
According to the above-mentioned CMP polishing method, since the inside of the laser window is heated and maintained at a predetermined temperature to prevent dew condensation on the transparent film, the devitrification of the transparent film of the laser window is suppressed. Can be. Therefore, when detecting the polishing end point, the intensity of light received by the light receiving element through the laser window and the transparent film is not reduced by the devitrified transparent film. Therefore, the reflection intensity of the received light can be detected stably, and the change in the light reflectance and the light intensity of the polished surface of the wafer can be stably measured. Thereby, the polishing end point of the substrate to be polished can be accurately detected.
[0017]
The CMP polishing method according to the present invention is a CMP polishing method for polishing using a CMP apparatus having a polishing end point detection mechanism for detecting a polishing end point of a substrate to be polished,
The CMP apparatus includes: a turntable; a polishing cloth mounted on the turntable; a laser window provided on the polishing cloth and the turntable; a transparent film installed in the laser window; And a light receiving element,
By rotating the turntable, dropping the slurry on the polishing cloth, pressing the substrate to be polished against the polishing cloth and polishing, while cooling the inner surface of the laser window, the inner surface of the laser window Irradiating a laser beam to the polished surface of the substrate to be polished through the laser window and the transparent film with a light emitting element while suppressing the occurrence of dew condensation on the transparent film by preferentially generating dew on the polished surface. The polishing end point is detected by receiving the reflected light through a laser window and a transparent film by a light receiving element.
[0018]
According to the above-mentioned CMP polishing method, by cooling the inner surface of the laser window, the dew condensation is preferentially generated on the inner surface of the laser window to suppress the dew condensation on the transparent film. Devitrification of the transparent film of the window can be suppressed. Therefore, the polishing end point of the substrate to be polished can be accurately detected.
[0019]
The CMP polishing method according to the present invention is a CMP polishing method for polishing using a CMP apparatus having a polishing end point detection mechanism for detecting a polishing end point of a substrate to be polished,
The CMP apparatus includes: a turntable; a polishing cloth mounted on the turntable; a laser window provided on the polishing cloth and the turntable; a transparent film installed in the laser window; And a light receiving element,
The turntable is rotated, the slurry is dropped on the polishing cloth, and the substrate to be polished is pressed against the polishing cloth and polished. Irradiating a laser beam to the polished surface of the substrate to be polished by the light emitting element through the laser window and the transparent film, and receiving the light reflected by the polished surface by the light receiving element through the laser window and the transparent film while suppressing Thus, the polishing end point is detected.
[0020]
According to the above-described CMP method, dew formation on the transparent film is suppressed by setting the inside of the laser window to a dry atmosphere, so that devitrification of the transparent film of the laser window can be suppressed. Therefore, the polishing end point of the substrate to be polished can be accurately detected.
[0021]
A semiconductor device according to the present invention is manufactured through a step of polishing by the CMP polishing method.
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is characterized in that a semiconductor device is manufactured through a step of polishing by the CMP polishing method.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing a partial configuration of a CMP apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged sectional view of a part of the polishing cloth and the turntable shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the
[0023]
A polishing
[0024]
A laser window (hole) 30 is provided in the
[0025]
As the
[0026]
As shown in FIG. 1, the
A
[0027]
Various light-emitting elements can be used as the light-emitting
[0028]
Above the
[0029]
The swing mechanism may use a stepping motor to move the
[0030]
When polishing the
[0031]
The
[0032]
After polishing a plurality of wafers as described above, the
[0033]
By operating the dew
That is, when the dew
[0034]
When the dew
When the dew
[0035]
According to the above embodiment, since the dew
[0036]
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present invention.
Further, in the above embodiment, a CMP apparatus and a CMP polishing method are described, but the present invention is not limited to these, and a semiconductor manufactured through a step of performing CMP polishing using the CMP apparatus. The present invention can also be implemented as an apparatus, or can be implemented as a method of manufacturing a semiconductor device through a step of performing CMP polishing using the CMP apparatus, and a method of manufacturing a semiconductor device. The present invention can also be implemented as a semiconductor device manufactured through a step of polishing by a CMP method, or can be implemented as a method of manufacturing a semiconductor device by manufacturing a semiconductor device through a step of polishing by the CMP polishing method. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a partial configuration of a CMP apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a part of the polishing cloth and the turntable shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic diagram of a CMP apparatus provided with a conventional polishing end point detecting device.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a part of the polishing cloth and the turntable shown in FIG. 3 (b).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
26: central axis of suction head, 28: translation arm, 30, 120: laser window, 32, 123: light emitting element, 34: laser beam, 41, 124: conditioner, 42: translation arm, 51, 131, 132 ... Transparent film, 52 ... Dew prevention mechanism, 125 ... Arm
Claims (11)
ターンテーブルと、
このターンテーブル上に載置され、被研磨基板を押圧して研磨する研磨クロスと、
この研磨クロス及びターンテーブルに設けられたレーザー窓と、
このレーザー窓内に設置された透明膜と、
前記レーザー窓及び透明膜を通して被研磨基板の研磨面にレーザー光を照射する発光素子と、
前記研磨面で反射した光を、レーザー窓及び透明膜を通して受光する受光素子と、
前記透明膜の結露を防止する結露防止機構と、
を具備することを特徴とするCMP装置。In a CMP apparatus having a polishing end point detecting mechanism for detecting a polishing end point of a substrate to be polished,
Turntable,
A polishing cloth placed on the turntable and pressing and polishing the substrate to be polished,
A laser window provided on the polishing cloth and the turntable,
A transparent film installed inside this laser window,
A light emitting element that irradiates a laser beam to the polished surface of the substrate to be polished through the laser window and the transparent film,
A light-receiving element that receives light reflected by the polished surface through a laser window and a transparent film,
A condensation prevention mechanism for preventing condensation of the transparent film,
A CMP apparatus comprising:
前記CMP装置は、ターンテーブルと、このターンテーブル上に載置された研磨クロスと、この研磨クロス及びターンテーブルに設けられたレーザー窓と、このレーザー窓内に設置された透明膜と、発光素子と、受光素子と、を具備しており、
前記ターンテーブルを回転させ、前記研磨クロス上にスラリーを滴下し、該研磨クロスに被研磨基板を押圧して研磨しながら、前記レーザー窓内を加熱して所定の温度に保持することにより透明膜に結露が発生するのを抑制しつつ、前記レーザー窓及び透明膜を通して被研磨基板の研磨面にレーザー光を発光素子によって照射し、前記研磨面で反射した光を、レーザー窓及び透明膜を通して受光素子によって受光することにより、研磨終点を検出することを特徴とするCMP研磨方法。A CMP polishing method for polishing using a CMP apparatus having a polishing end point detection mechanism for detecting a polishing end point of a substrate to be polished,
The CMP apparatus includes: a turntable; a polishing cloth mounted on the turntable; a laser window provided on the polishing cloth and the turntable; a transparent film installed in the laser window; And a light receiving element,
The transparent film is formed by rotating the turntable, dropping slurry on the polishing cloth, pressing the substrate to be polished against the polishing cloth and polishing the same while heating the inside of the laser window to maintain a predetermined temperature. Irradiation of laser light by a light emitting element on the polished surface of the substrate to be polished through the laser window and the transparent film while suppressing the occurrence of dew condensation on the substrate, and light reflected by the polished surface is received through the laser window and the transparent film. A CMP polishing method characterized by detecting a polishing end point by receiving light by an element.
前記CMP装置は、ターンテーブルと、このターンテーブル上に載置された研磨クロスと、この研磨クロス及びターンテーブルに設けられたレーザー窓と、このレーザー窓内に設置された透明膜と、発光素子と、受光素子と、を具備しており、
前記ターンテーブルを回転させ、前記研磨クロス上にスラリーを滴下し、該研磨クロスに被研磨基板を押圧して研磨しながら、前記レーザー窓の内側面を冷却することにより、該レーザー窓の内側面に優先的に結露を発生させて前記透明膜に結露が発生するのを抑制しつつ、前記レーザー窓及び透明膜を通して被研磨基板の研磨面にレーザー光を発光素子によって照射し、前記研磨面で反射した光を、レーザー窓及び透明膜を通して受光素子によって受光することにより、研磨終点を検出することを特徴とするCMP研磨方法。A CMP polishing method for polishing using a CMP apparatus having a polishing end point detection mechanism for detecting a polishing end point of a substrate to be polished,
The CMP apparatus includes: a turntable; a polishing cloth mounted on the turntable; a laser window provided on the polishing cloth and the turntable; a transparent film installed in the laser window; And a light receiving element,
By rotating the turntable, dropping the slurry on the polishing cloth, pressing the substrate to be polished against the polishing cloth and polishing, while cooling the inner surface of the laser window, the inner surface of the laser window Irradiating a laser beam to the polished surface of the substrate to be polished through the laser window and the transparent film with a light emitting element while suppressing the occurrence of dew condensation on the transparent film by preferentially generating dew on the polished surface. A polishing method comprising the steps of: detecting a polishing end point by receiving reflected light through a laser window and a transparent film by a light receiving element.
前記CMP装置は、ターンテーブルと、このターンテーブル上に載置された研磨クロスと、この研磨クロス及びターンテーブルに設けられたレーザー窓と、このレーザー窓内に設置された透明膜と、発光素子と、受光素子と、を具備しており、
前記ターンテーブルを回転させ、前記研磨クロス上にスラリーを滴下し、該研磨クロスに被研磨基板を押圧して研磨しながら、前記レーザー窓内を乾燥雰囲気にすることにより透明膜に結露が発生するのを抑制しつつ、前記レーザー窓及び透明膜を通して被研磨基板の研磨面にレーザー光を発光素子によって照射し、前記研磨面で反射した光を、レーザー窓及び透明膜を通して受光素子によって受光することにより、研磨終点を検出することを特徴とするCMP研磨方法。A CMP polishing method for polishing using a CMP apparatus having a polishing end point detection mechanism for detecting a polishing end point of a substrate to be polished,
The CMP apparatus includes: a turntable; a polishing cloth mounted on the turntable; a laser window provided on the polishing cloth and the turntable; a transparent film installed in the laser window; And a light receiving element,
The turntable is rotated, the slurry is dropped on the polishing cloth, and the substrate to be polished is pressed against the polishing cloth and polished. Irradiating a laser beam to the polished surface of the substrate to be polished by the light emitting element through the laser window and the transparent film, and receiving the light reflected by the polished surface by the light receiving element through the laser window and the transparent film while suppressing A polishing end point by using the method.
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