JP2006255851A - 研磨装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の研磨装置10は、研磨面22aを有する研磨パッド22と、基板Wを押圧するトップリング本体200と、トップリング本体200の外周部に設けられ、研磨面22aを押圧するリテーナリング302と、研磨面22aをドレッシングするドレッサ50と、研磨装置10の少なくとも1つの構成部材の摩耗を検知する摩耗検知部60と、摩耗検知部60からの信号に基づいて少なくとも1つの構成部材の摩耗量を算出する演算部47とを備えている。演算部47は、1回または複数回の研磨工程当たりの摩耗量に基づいて研磨工程が正常に行われているか否かを判断する。
【選択図】図1
Description
本発明の好ましい態様は、前記演算部は、前記少なくとも1つの構成部材の総摩耗量が所定の値に達したか否かを判断することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨装置は、前記トップリング本体に基板を受け渡すプッシャをさらに備え、前記リテーナリング摩耗検知器は、前記プッシャに設けられていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記プッシャは、前記リテーナリングの下面に当接するリテーナリングガイドと、基板を前記トップリング本体の下面に押し当てるプッシュステージとを備え、前記リテーナリング摩耗検知器は、前記リテーナリングガイドと前記プッシュステージとの距離を測定することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記リテーナリングの摩耗量に応じて、前記トップリング本体の基板に対する押圧力を変化させることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨パッド摩耗検知器は、前記ドレッサが前記研磨面に接触しているときの前記ドレッサの位置を測定することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記ドレッサ摩耗検知器は、前記ドレッサが前記研磨面に接触しているときの前記ドレッサの位置を測定し、前記演算部は、前記ドレッサ摩耗検知器からの信号に基づき、前記ドレッサによって単位時間当たりに削り取られる前記研磨パッドの量を示すカットレートを算出し、該カットレートに基づいて前記ドレッサの摩耗量を求めることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記ドレッサの摩耗量に応じて、ドレッシング時間、前記ドレッサの回転速度、前記ドレッサの前記研磨パッドに対する押圧力の少なくとも1つを変更することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記プッシャは、前記リテーナリングの下面に当接するリテーナリングガイドと、基板を前記トップリング本体の下面に押し当てるプッシュステージとを備え、前記リテーナリング摩耗検知器は、前記リテーナリングガイドと前記プッシュステージとの距離を測定することを特徴とする。
また、プッシャに設けられた摩耗測定部はリテーナリングの摩耗量を直接測定することができるので、正確な摩耗量を取得することができる。したがって、研磨工程が正常に行われているか否かをより正確に判断することができる。
1)各摩耗部材の寿命の検知、交換時期の予測、交換時期の検出、摩耗部材の長寿命化。2)各摩耗部材の摩耗量と研磨プロファイルとの相関関係を示す相関データを蓄積することによって、研磨条件(摩耗部材の押圧条件、トップリングの各圧力室の内部圧力、研磨液の条件(温度、pHなど)、トップリングの回転速度、研磨テーブルの回転速度、基板と研磨パッドとの相対速度)を好適に制御する。
3)研磨異常やプロセス異常の検知。
18 トップリングシャフト
20 トップリング
22 研磨パッド
22a 研磨面
24 上下動機構
28 ブリッジ
32 ボールねじ
38 ACサーボモータ
47 制御部(演算部)
50 ドレッサ
60 変位センサ
200 トップリング本体
300 上部材
302 リテーナリング
304 中間部材
306 下部材
314,404 弾性膜
316 エッジホルダ
318,319 リプルホルダ
320,322 ストッパ
400 シリンダ
402 保持部材
406 ピストン
408 リング部材
420 接続シート
422 シール部材
500 プッシャ
510 プッシュステージ
515 リテーナリングガイド
540 渦電流センサ
W 半導体ウェハ
Claims (18)
- 基板を研磨面に押圧して該基板を研磨する研磨装置であって、
前記研磨面を有する研磨パッドと、
基板を押圧するトップリング本体と、
前記トップリング本体の外周部に設けられ、前記研磨面を押圧するリテーナリングと、
前記研磨面をドレッシングするドレッサと、
前記研磨装置の少なくとも1つの構成部材の摩耗を検知する摩耗検知部と、
前記摩耗検知部からの信号に基づいて前記少なくとも1つの構成部材の摩耗量を算出する演算部とを備え、
前記演算部は、1回または複数回の研磨工程当たりの前記摩耗量に基づいて研磨工程が正常に行われているか否かを判断することを特徴とする研磨装置。 - 前記演算部は、1回または複数回の研磨工程当たりの前記摩耗量が所定のしきい値以上または所定のしきい値以下であるときに研磨工程が正常に行われていないと判断することを特徴とする請求項1に記載の研磨装置。
- 前記演算部は、前記少なくとも1つの構成部材の総摩耗量が所定の値に達したか否かを判断することを特徴とする請求項1または2に記載の研磨装置。
- 前記摩耗検知部は、前記リテーナリングの摩耗を検知するリテーナリング摩耗検知器を含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の研磨装置。
- 前記研磨装置は、前記トップリング本体に基板を受け渡すプッシャをさらに備え、
前記リテーナリング摩耗検知器は、前記プッシャに設けられていることを特徴とする請求項4に記載の研磨装置。 - 前記プッシャは、前記リテーナリングの下面に当接するリテーナリングガイドと、基板を前記トップリング本体の下面に押し当てるプッシュステージとを備え、
前記リテーナリング摩耗検知器は、前記リテーナリングガイドと前記プッシュステージとの距離を測定することを特徴とする請求項5に記載の研磨装置。 - 前記リテーナリングの摩耗量に応じて、前記トップリング本体の基板に対する押圧力を変化させることを特徴とする請求項4に記載の研磨装置。
- 前記摩耗検知部は、前記研磨パッドの摩耗を検知する研磨パッド摩耗検知器を含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の研磨装置。
- 前記研磨パッド摩耗検知器は、前記ドレッサが前記研磨面に接触しているときの前記ドレッサの位置を測定することを特徴とする請求項8に記載の研磨装置。
- 前記研磨装置は、前記ドレッサの摩耗を検知するドレッサ摩耗検知器をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の研磨装置。
- 前記ドレッサ摩耗検知器は、前記ドレッサが前記研磨面に接触しているときの前記ドレッサの位置を測定し、
前記演算部は、前記ドレッサ摩耗検知器からの信号に基づき、前記ドレッサによって単位時間当たりに削り取られる前記研磨パッドの量を示すカットレートを算出し、該カットレートに基づいて前記ドレッサの摩耗量を求めることを特徴とする請求項10に記載の研磨装置。 - 前記ドレッサの摩耗量に応じて、ドレッシング時間、前記ドレッサの回転速度、前記ドレッサの前記研磨パッドに対する押圧力の少なくとも1つを変更することを特徴とする請求項11に記載の研磨装置。
- 前記リテーナリングは、
内部に形成される室に供給される流体により上下方向に伸縮するローリングダイヤフラムと、
前記ローリングダイヤフラムの動きに伴って上下動し、前記研磨面に接触するリング部材とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の研磨装置。 - 基板を研磨面に押圧して該基板を研磨する研磨装置であって、
基板を押圧するトップリング本体と、
前記トップリング本体の外周部に設けられ、前記研磨面を押圧するリテーナリングとを備え、
前記リテーナリングは、
内部に形成される室に供給される流体により上下方向に伸縮するローリングダイヤフラムと、
前記ローリングダイヤフラムの動きに伴って上下動し、前記研磨面に接触するリング部材と、
前記ローリングダイヤフラムを収容するシリンダと、
前記シリンダと前記リング部材との間を接続する伸縮自在な接続シートとを備え、
前記接続シートは、前記シリンダと前記リング部材との間の隙間を覆うように配置されていることを特徴とする研磨装置。 - 基板を研磨面に押圧して該基板を研磨する研磨装置であって、
基板を押圧するトップリング本体と、
前記トップリング本体の外周部に設けられ、前記研磨面を押圧するリテーナリングと、
前記トップリング本体に固定された環状のシート部材と、
前記シート部材に取り付けられた複数のスライドリングと、
前記リテーナリングに固定された複数のドライブピンとを備え、
前記複数のドライブピンは、前記複数のスライドリングにそれぞれスライド可能に嵌合していることを特徴とする研磨装置。 - 基板を研磨面に押圧して該基板を研磨する研磨装置であって、
基板を押圧するトップリング本体と、
前記トップリング本体の外周部に設けられ、前記研磨面を押圧するリテーナリングと、
前記トップリング本体の下部に設けられ、少なくとも基板の一部に当接する弾性膜と、
前記弾性膜と前記リテーナリングとの間の隙間を覆うシール部材とを備えていることを特徴とする研磨装置。 - 基板を研磨面に押圧して該基板を研磨する研磨装置であって、
基板を押圧するトップリング本体と、
前記トップリング本体の外周部に配置され、前記研磨面を押圧するリテーナリングと、
前記トップリング本体に基板を受け渡すプッシャと、
前記リテーナリングの摩耗を検知するリテーナリング摩耗検知器とを備え、
前記リテーナリング摩耗検知器は、前記プッシャに設けられていることを特徴とする研磨装置。 - 前記プッシャは、前記リテーナリングの下面に当接するリテーナリングガイドと、基板を前記トップリング本体の下面に押し当てるプッシュステージとを備え、
前記リテーナリング摩耗検知器は、前記リテーナリングガイドと前記プッシュステージとの距離を測定することを特徴とする請求項17に記載の研磨装置。
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