JP2007067110A - 研磨パッド、パッドドレッシング評価方法、及び研磨装置 - Google Patents

研磨パッド、パッドドレッシング評価方法、及び研磨装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2007067110A
JP2007067110A JP2005250124A JP2005250124A JP2007067110A JP 2007067110 A JP2007067110 A JP 2007067110A JP 2005250124 A JP2005250124 A JP 2005250124A JP 2005250124 A JP2005250124 A JP 2005250124A JP 2007067110 A JP2007067110 A JP 2007067110A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pad
dressing
polishing
polishing pad
color
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005250124A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4756583B2 (ja
JP2007067110A5 (ja
Inventor
Takashi Fujita
隆 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Seimitsu Co Ltd filed Critical Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority to JP2005250124A priority Critical patent/JP4756583B2/ja
Priority to KR1020060079169A priority patent/KR20070026021A/ko
Priority to US11/466,489 priority patent/US20070049168A1/en
Priority to TW095131781A priority patent/TW200744792A/zh
Publication of JP2007067110A publication Critical patent/JP2007067110A/ja
Publication of JP2007067110A5 publication Critical patent/JP2007067110A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4756583B2 publication Critical patent/JP4756583B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/017Devices or means for dressing, cleaning or otherwise conditioning lapping tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/12Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

【課題】研磨装置の研磨パッドをドレッシングするにあたり、研磨パッドのドレッシング状態の均一性を簡易にかつ正確にモニターする方法を提供すること。
【解決手段】ワークを研磨する研磨装置10の研磨パッド20の表面を着色し、あるいは表面又は表層部が予め内部と異なる色に着色された研磨パッド20を用い、所定時間パッドドレッシングを行い、パッドドレッシングによって削られた前記研磨パッド20表面の色むらを基に、前記パッドドレッシングのドレッシング状態を評価するようにした。
【選択図】 図1

Description

本発明は、研磨パッド、パッドドレッシング評価方法、及び研磨装置に関するもので、特に半導体ウェーハ等のワークを研磨する研磨装置に使用される研磨パッド、研磨パッドのドレッシング状態を評価するパッドドレッシング評価方法、及び研磨装置に関する。
半導体装置の微細化・多層化が進むにつれて、CMP(Chemical Mechanical Polishing)技術は、半導体装置製造工程になくてはならない必須の技術になっている。このCMP技術は、層間絶縁膜の平坦化のみならず、Cu配線や素子分離など、現在では様々な工程に利用されている。
平坦化CMPにおける重要な仕様の1つに、研磨レートのワーク面内均一性(研磨均一性)がある。研磨均一性を向上させるためには、研磨レートに影響する要素をワーク面内で均一に分布させることが重要になる。
この重要な要素として、研磨圧力や研磨の相対速度などがあるが、従来から定量化が進んでいない重要な要素として、研磨パッド(以後、単にパッドと称することがある)の表面状態がある。研磨パッドの好ましい表面状態は、パッドドレッシング(以後、単にドレッシングと称することがある)によって形成される。このことは、例えば研磨の最中にパッドドレッシングも同時に行ういわゆるin−situドレッシングにおいて、パッドドレッシングを停止すると研磨レートが急激に落ち込むという事実からも、研磨パッド表面状態の厳密な制御が重要であることが明らかである。
パッドドレッシングとは、ダイヤモンドなどの砥石が着いたパッドドレッサー(以後、単にドレッサーと称することがある)を研磨パッドに当接させ、研磨パッドの表面を削り取るないしは表面を粗らすなどして、スラリーの保持性を良好にして研磨可能な状態に初期化したり、使用中の研磨パッドに対してスラリーの保持性を回復させ、研磨能力を維持させることをいう。
このパッドドレッシングを行うにあたり、レーザー変位センサによってパッド表面をスキャンしてパッドの表面形状を測定し、磨耗した領域のドレッシング時間と磨耗の少ない領域のドレッシング時間とを変化させ、パッドドレッシングの面内均一化を狙った技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2001−129754号公報
しかし、前出特許文献1に記載された手法は研磨パッド全面を測定する場合は測定に非常に時間が掛かり、研磨の途中で行うには非現実的な手法であった。また、パッドドレッシングを行う前にパッドの表面形状を測定してドレッシングのやり方を制御するもので、パッドドレッシングがなされた後のドレッシングが均一に行われたか否かを評価するものではなく、研磨パッド全面におけるドレッシングの状態を把握することができなかった。
また、CMP装置で使用される研磨パッドは、研磨パッドそのものの厚みむらや研磨定盤への貼り付けむらがあることから、貼り付け後の研磨パッド表面は平面ではない。貼り付けた後の研磨パッド表面は通常30μm〜50μm程度の高低差をもっている。
しかし、CMPにおいては、ウェーハ面内を均一に研磨するため、このような起伏を有する研磨パッド表面に対しても、表面に倣って均一にドレッシングすることが求められている。
図4は、CMPに要求されるパッドドレッシングの仕様の概念を表したものである。図4に示すように、例えば高低差約50μmのうねりが幅100mm程度で形成された研磨パッド20をドレッシングする場合、うねりに倣って均一にドレッシングすることが求められる。このように研磨パッドは弾性材料であることから、CMP装置におけるパッドドレッシングは、弾性材料の表面基準研削加工と位置付けることができる。
このようなパッド表面のうねりに倣って施されたドレッシングの状態を判断するのは、パッド表面の形状寸法を測定しても判断することができない。
また、パッドドレッシングの分布状態は、研磨パッドの半径方法の他、周方向が非常に重要である。これは、ドレッサーが高速で回転する研磨パッド表面に対して、断続的に接触することなく、一定の圧力で連続的に接触していることが要求されるからである。
特に、プレートタイプのパッドドレッサーを、例えば図5の原理図に示すようなフレキシブルジョイントを用いて押圧手段に接続し、パッド表面のうねりに倣うようにして用いた場合、高速運動する研磨パッド20に接触するパッドドレッサー表面には大きい摩擦力が働くため、パッドドレッサーが研磨パッド20に対して傾く。
傾くことによって摩擦が軽減されると、パッドドレッサーが元の姿勢に戻るといったことがおこる。これが短時間に起こるため、結果的にはパッドドレッサーが断続的に研磨パッド20に接触(スティックスリップ)することになる。パッドドレッサーが研磨パッド20に対して傾いているときには、ドレッシングが一部しか行われないことから、研磨パッド20の周方向にドレッシングがばらつくことは原理的に自明である。
ドレッシングがパッド面内でばらつくと、パッド全面がある一定量ドレッシングされるまでドレッシングが続けられるために多大な時間が掛かる。その間は、部分的にドレッシングが進むため、研磨レート(単位時間当たりの研磨量)は徐々に上昇する。パッド全面が所定量ドレッシングされた時点でようやく研磨レートが安定する。
研磨レートが徐々に上昇している間は製品ウェーハを研磨処理することは難しい。研磨レートが安定してからようやく製品ウェーハを研磨処理することが可能になるため、結果的に研磨レートを安定させるためにダミーウェーハを数多く使用することになる。
また、パッドドレッシング圧力を小さくした場合、パッド面内でドレッシングされる部分とされない部分とが顕著になる。そのため、ドレッシング量が少ない部分でも最低限のドレッシング量を確保しなければならないため、ドレッシング圧力を少し高めに設定し、パッドのどの部分も最低限のドレッシングがされるようにしておく必要がある。
そのため、パッドドレッシングによる平均パッド除去量は、ある程度大きく設定され、その結果、パッド表面の消耗量が多くなることから、研磨パッドの寿命が短いという問題があった。
このような問題は、パッド面内のドレッシング分布(研削分布)をすぐに測定できる効果的な手法がなかったため、表面化されることがなかった。その結果、研磨パッドの立ち上げに数多くのダミーウェーハを使用し、その後のパッド寿命も短いという結果を招いていた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、CMP装置のような研磨装置の研磨パッドをドレッシングするにあたり、研磨パッドのドレッシング状態の均一性を簡易にかつ正確にモニターする方法、そのための研磨パッド、及び研磨装置を提供することを目的とする。
本発明は前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ワークを研磨する研磨装置の研磨パッドにおいて、表面又は表層部が内部と異なる色に着色されていることを特徴とする研磨パッドを提供する。
請求項1の発明によれば、研磨パッドの表面又は表層部が内部と異なる色に着色されているので、研磨パッドをドレッシングした際に、ドレッシングが行われている部分は、色付けされたところが除去されて下地が見えるが、ドレッシングが行われていない部分は色付けされたままとなるので、研磨パッド表面の色の分布状態によって、パッドドレッシングにおける研削むらを容易に把握することができ、ドレッシングの均一性を容易に判断することができる。
請求項2に記載の発明は、研磨装置の研磨パッド表面をドレッシングするパッドドレッシングのドレッシング状態を評価するパッドドレッシング評価方法において、前記研磨パッドの表面を着色し、あるいは表面又は表層部が予め内部と異なる色に着色された研磨パッドを用い、所定時間パッドドレッシングを行い、パッドドレッシングによって削られた前記研磨パッド表面の色むらを基に、前記パッドドレッシングのドレッシング状態を評価することを特徴とするパッドドレッシング評価方法を提供する。
また、請求項3に記載のように、請求項2の発明において、パッドドレッシングによって削られた前記研磨パッド表面の色を複数個所で測定して定量化することによって、前記研磨パッド表面の色むらを求めるようにするのが好適である。
また、請求項4に記載のように、請求項2又は請求項3の発明において、前記ドレッシング状態の評価は、前記研磨パッドの面内におけるドレッシングの均一性の評価とすることができる。
本発明のパッドドレッシング評価方法によれば、パッドドレッシングの面内均一性の状態を定性的、及び定量的に把握することが可能となる。これにより、パッドドレッシングによる過研削を防止することができ、研磨パッドの長寿命化を図ることができる。
請求項5に記載の発明は、ワークを研磨する研磨装置において、表面又は表層部が内部と異なる色に着色された研磨パッドと、該研磨パッドをドレッシングするパッドドレッサーと、前記研磨パッドの表面を観察する観察手段と、が設けられたことを特徴とする研磨装置を提供する。
また、請求項6に記載の発明は、ワークを研磨する研磨装置において、表面又は表層部が内部と異なる色に着色された研磨パッドと、該研磨パッドをドレッシングするパッドドレッサーと、前記研磨パッドの表面の色を測定して定量化する測定手段と、が設けられたことを特徴とする研磨装置を提供する。請求項6の発明においては、前記定量化された値が予め設定した範囲内か否かを判別して、ワークの研磨を実施するか否かを判断する判断手段を設けることができる。
本発明の研磨装置によれば、研磨パッドのドレッシング状態を容易に確認することが可能となる。また、研磨パッドの表面状態を数値で表すことが可能となり、パッドドレッシングを行った後に、パッドの表面状態が正常か正常でないかを容易に判別して、ワークの研磨を実施するか否かを判断でき、ダミーウェーハの使用枚数を大幅に減少させることができる。
以上説明したように、本発明の研磨パッド及びパッドドレッシング評価方法によれば、パッドドレッシングにおける研削むらを容易に把握することができ、ドレッシングの均一性を容易に判断することができる。また、本発明の研磨装置によれば、パッドドレッシングにおける過研削を防止して研磨パッドの長寿命化を図るとともに、ダミーウェーハの使用枚数を減少させることができる。
以下添付図面に従って本発明に係る研磨パッド、パッドドレッシング評価方法、及び研磨装置の好ましい実施の形態について詳説する。なお、各図において同一部材には同一の番号または記号を付している。
図1は、本発明の実施の形態に係わる研磨装置を表す構成図である。同図に示す研磨装置10は、主として研磨定盤11、研磨パッド20、図示しないウェーハキャリア、パッドドレッサー30、研磨パッド20の表面を観察する観察手段を構成するカメラ41とモニターテレビ42、研磨パッド20表面の色を測定して定量化する測定手段51、及び研磨装置10各部の動作を制御するコントローラ60とで構成される。
研磨定盤11は、回転軸11aに連結された図示しないモータを駆動することにより図の矢印E方向に回転する。ワークであるウェーハを保持したウェーハキャリアは、不図示のモータにより駆動されて回転する。また、研磨定盤11の上面には、研磨パッド20が貼付され、研磨パッド20上に図示しないスラリー供給ノズルからスラリーが供給される。
研磨パッド20は、発泡ポリウレタン製の弾力のある素材で形成された薄い円板状で、上面にスラリーの保持性を高めるための浅い溝が多数格子状に形成されている。また、研磨パッド20の上面の表面又は表層部は内部とは異なる色に着色されている。
この研磨パッドの着色は、表層部のみ内部と異なる顔料を混入して積層してもよく、あるいは表面に内部と異なる色の膜を形成してもよい。表面を色付けするための塗料、染料
はいろいろある。例えば、大塚化学社製の商品名パイロキープTS、日進化成社製の商品名アーバンセラ、日本特殊塗料社製の商品名シルビアSPヨゴレガード、大同塗料社製の商品名レジガードFAリニューや商品名ハイクリーン、日本油脂社製の商品名ベルクリーン、アトミクス社製の商品名アミックスコーン、住友精化社製の商品名アクアトップF−2、寺西化学工業社製の商品名マジックインキ等がある。
この他でも、研磨パッド20の内部に深く浸透することがなく、極く表面のみに付着する色彩材料であれば種々の色彩材料を用いることができる。
パッドドレッサー30は、図の矢印F方向に回転されるとともに回転する研磨パッド20の表面に押し付けられて研磨パッド20表面を研削し、粗面化し、スラリーの保持性を良好にして研磨可能な状態に初期化したり、使用中の研磨パッド20に対してスラリーの保持性を回復させ、研磨能力を維持させる。
研磨パッド20の表面を観察する観察手段を構成するカメラ41は、研磨パッド20の上方に配置され、別置きのモニターテレビ42に撮影画像を写し出す。また、カメラ41には研磨パッド20表面の色を測定して定量化する測定手段51が接続されている。
カメラ41及び測定手段51は図の矢印G方向にトラバース可能に設けられ、図示しない駆動手段によって研磨パッド20の中心部から周縁部までを観察可能になっており、研磨パッド20の回転と組み合わせることにより研磨パッド20の表面全面を観察できるようになっている。
色は、色相(単色光の波長に相当するもの)、彩度(あざやかさ即ち白みを帯びていない度合)、及び明度(明るさ即ち光の強弱)の3要素によって規定される。本発明の測定手段51としては、色相を測定する分光色差計又は彩度を測定する色彩色差計等が好適に用いられる。
分光色差計としては、例えば、日本電飾工業社製の商品番号NF333等がある。また、色彩色差計としては、例えば、コニカミノルタ社製の商品番号CR−400、CR−410等がある。
研磨装置10各部の動作を制御するコントローラ60内に組み込まれたコンピュータからなる判断手段61は、測定手段51によって定量化された研磨パッド20表面の色の値からパッドドレッシングの状態を判断する。
なお、研磨装置10には観察手段であるカメラ41と測定手段51との両者を設けたが、カメラ41のみを設けて肉眼で観察するように構成してもよく、あるいは測定手段51のみを設けてパッド表面状態を定量化するように構成してもよい。
次に、本発明のパッドドレッシング評価方法について図2のフローチャートを用いて説明する。先ず、表面又は表層部が内部と異なる色に着色された研磨パッド20を回転させながら表面に水を供給し、回転するパッドドレッサー30で所定時間のパッドドレッシングを行う(ステップS1)。
次に、パッドドレッシングされた研磨パッド20表面をカメラ41で撮像し、モニターテレビ42で研磨パッド20のドレッシング状態、特にドレッシングのパッド面内均一性をパッド表面の色むらから評価する。この時予め取得しているサンプル画像と比較して、ドレッシング状態を判断し、合否を判断してもよい(ステップS2)。
また、カメラの代わりに測定手段51としての色差計で研磨パッド20表面を直接測定し、数値化してもよい。また、カメラ41で取得した画像に対して色差計で数値化してもよい。この場合、研磨パッド20の複数個所を測定して数値化するのがよい。
数値化にあたって、一般的な色の数値化に用いられるRGB値やマンセル値などを利用して数値化すればよい。また、色の変化を複数段階に設定し、それらに数値を割り当てて、独自の評価方法により定量化してもよい。
このようにして研磨パッド20内の各点で数値化して、パッド面内の数値の標準偏差を取得する。この標準偏差を平均値で除することにより、パッド面内のドレッシング状態の均一性を求める(ステップS3)。
次に、コントローラ60内の判断手段61で、得られた研磨パッド20面内のドレッシングの均一性が予め設定した範囲に入っているか否かを判断する(ステップS4)。ドレッシングの面内均一性が予め設定した範囲に入っている場合は、製品ウェーハの研磨工程に移る(ステップS5)。
ステップS4でドレッシングの面内均一性が予め設定した範囲外の場合、設定範囲からの隔たり度合によって更にパッドドレッシングを続けるか否かを判断手段61で判断する(ステップS6)。
ステップS6で再ドレッシングと判断した場合、ステップS1に戻る。また、ドレッシングを続けないと判断した場合は、警報を発するとともに、研磨装置10を一時停止する(ステップS7)。
なお、図2のフローチャートにおいて、ステップS2の後にステップS3を実施する流れで記載してあるが、ステップS2とステップS3の順序を逆転させてもよく、またステップS2とステップS3のうちどちらか一方のみでドレッシング状態を評価してもよい。
先ず、発泡ポリウレタン製の研磨パッド20の表面に油性のカラースプレーを均等に吹きつけ、表面を色付けした。着色分の厚みは5μm程度とした。この研磨パッド20を研磨定盤11に貼付して回転させ、2種類のパッドドレッサー(Aドレッサー及びBドレッサーと称することにする)を用いて夫々同一時間のパッドドレッシングを実行し、ドレッシング状態(ドレッシングのパッド面内均一性)をパッド表面の色むらで比較した。
パッドドレッシング条件は、研磨パッド20の回転数を30rpm、パッドドレッサー
の回転数を80rpmとし、研磨パッド20の表面に純水を供給しながらパッドドレッシングを行った。
図3は、この結果を表したものである。図3から明らかなように、Aドレッサーによるパッドドレッシングの結果はパッド面内に色むらが観察され、ドレッシングの面内均一性
に劣ることが分かる。
一方、Bドレッサーによるドレッシング結果は、パッド面内の色むらがほとんどなく、ドレッシングの面内均一性に優れていることが分かる。この場合の研磨パッド20の表面粗さはRa0.5μmで、均一に粗面化されていた。
実施例1は、比較的小径の研磨パッドに対してドレッシングを行い、色むらを観察したもので、簡易的に効果を検証したものである。本実施例2では、実際に研磨装置10で使用する大径の研磨パッドに対してドレッシングを行い、パッドドレッシングの均一性を定量化した。
本実施例2では、直径100mmのディスクにダイヤモンド砥粒を電着した従来タイプのパッドドレッサー(4インチディスクタイプドレッサーと称する)を用いてドレッシングを実施した場合(Case 1と称する)と、直径100mmのディスクに先端にダイヤモンド砥粒を電着した多数のピアノ線(線状弾性体)をブラシ状に植え付けた新タイプのパッドドレッサー(4インチ弾性ブラシタイプドレッサーと称する)を用いてドレッシングを実施した場合(Case 2と称する)との2つのケースについて、夫々パッドドレッシングの均一性を定量化した。以下にその詳細を説明する。
先ず、直径760mmの発泡ポリウレタン製の研磨パッド20(ニッタハース社製IC1400)の表面を寺西化学工業社製マジックインキ(黒)で色付けした。着色分の厚みは5μm程度とした。
パッドドレッシング条件は、研磨パッド20の回転数を30rpm、パッドドレッサー
の回転数を80rpmとし、パッドドレッサーをパッドの半径方向に揺動させながら、研磨パッド20の表面に純水を供給しパッドドレッシングを行った。ドレッシング圧力は4Kgfとし、ドレッシング時間はCase 1の場合を15分、Case 2の場合を21分とした。
図6及び図7に条件をまとめた。パッドドレッサーをパッドの半径方向に揺動させるときは、半径の増加に従って面積が増加するのでその分だけ揺動速度を減少させ、パッドドレッサーのパッド上での滞在時間を増加させた。具体的には、図7の表に示すように、研磨パッド20の中央部の半径75mmの位置から30mm刻みに10段階と最後の端数5mmの範囲の11段階に分け、夫々の範囲における滞在時間を変化させた。
Case 1とCase 2のそれぞれについて、ドレッシング後の研磨パッド20の面内81箇所でパッド表面の色を測定し数値化した。研磨パッド20面内の測定ポイントを図8に示し、各測定ポイントの座標値を図9の表に示した。
使用した色の測定装置は、コニカミノルタ社製色彩式差計CR−400で、色の数値化の定義を図10に示すように、0〜20までの数値を割り当てた。即ち着色されていない部分を20(上限)、完全に着色されている部分を0(下限)とし、その間を連続的な数値で当てはめた。
図11は、各測定ポイントのXY座標とそれに対応する測定値をCase 1とCase 2のそれぞれについて記載した表である。また、図12はCase 1の結果を表す鳥瞰図で、各測定ポイントの平均値が10.46であり、標準偏差が1σで2.379であった。ドレッシングの均一性を「全測定ポイントの標準偏差を平均値で除した値」と定義した時、ドレッシングの均一性は22.73%であった。
また、図13はCase 2の結果を表す鳥瞰図で、各測定ポイントの平均値が10.93であり、標準偏差が1σで0.65であった。ドレッシングの均一性を「全測定ポイントの標準偏差を平均値で除した値」と定義した時の、ドレッシングの均一性は6.03%であった。
図12及び図13の鳥瞰図から明らかなように、Case 1では色むらが多く観察され、Case 2では色むらが少ない。また、ドレッシングの均一性を前述のように定義しているので、数値が小さいほど均一性に優れていることになる。このように、ドレッシングの均一性を容易に数値化することができ、Case 1とCase 2とを定性的にも定量的にも比較することができた。
以上説明したように、本発明の研磨パッド、パッドドレッシング評価方法、及び研磨装置によれば、研磨パッドのドレッシング状態の面内均一性を簡易にかつ正確に評価することができ、パッドドレッシングの過研削を防止して研磨パッドの長寿命化を図るとともに、効率のよいパッドドレッシングが可能で、ダミーウェーハの少量も削減できる。
本発明の実施の形態に係わる研磨装置を表す構成図 本発明のパッドドレッシング評価方法を表すフローチャート 実施例の結果を表す説明図 CMPに要求されるパッドドレッシングの概念を表す説明図 従来のパッドドレッサーの構成を表す概念図 実施例における諸件を表す表 実施例におけるドレッサー揺動条件を示す表 実施例における研磨パッド内測定ポイントを表す図 実施例における研磨パッド内測定ポイントのXY座標を示す表 実施例における色の数値化の定義を示す図 実施例における測定データを示す表 実施例における測定結果を表す鳥瞰図1 実施例における測定結果を表す鳥瞰図2
符号の説明
10…研磨装置、20…研磨パッド、30…パッドドレッサー、41 …カメラ(観察手段)、42…モニターテレビ(観察手段)、51…測定手段、60…コントローラ、61…判断手段

Claims (7)

  1. ワークを研磨する研磨装置の研磨パッドにおいて、
    表面又は表層部が内部と異なる色に着色されていることを特徴とする研磨パッド。
  2. 研磨装置の研磨パッド表面をドレッシングするパッドドレッシングのドレッシング状態を評価するパッドドレッシング評価方法において、
    前記研磨パッドの表面を着色し、あるいは表面又は表層部が予め内部と異なる色に着色された研磨パッドを用い、
    所定時間パッドドレッシングを行い、
    パッドドレッシングによって削られた前記研磨パッド表面の色むらを基に、前記パッド
    ドレッシングのドレッシング状態を評価することを特徴とするパッドドレッシング評価方法。
  3. パッドドレッシングによって削られた前記研磨パッド表面の色を複数個所で測定して定量化することによって、前記研磨パッド表面の色むらを求めることを特徴とする請求項2に記載のパッドドレッシング評価方法。
  4. 前記ドレッシング状態の評価は、前記研磨パッドの面内におけるドレッシングの均一性の評価であることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のパッドドレッシング評価方法。
  5. ワークを研磨する研磨装置において、
    表面又は表層部が内部と異なる色に着色された研磨パッドと、
    該研磨パッドをドレッシングするパッドドレッサーと、
    前記研磨パッドの表面を観察する観察手段と、が設けられたことを特徴とする研磨装置。
  6. ワークを研磨する研磨装置において、
    表面又は表層部が内部と異なる色に着色された研磨パッドと、
    該研磨パッドをドレッシングするパッドドレッサーと、
    前記研磨パッドの表面の色を測定して定量化する測定手段と、が設けられたことを特徴とする研磨装置。
  7. 前記定量化された値が予め設定した範囲内か否かを判別して、ワークの研磨を実施するか否かを判断する判断手段を有することを特徴とする請求項6に記載の研磨装置。
JP2005250124A 2005-08-30 2005-08-30 研磨パッド、パッドドレッシング評価方法、及び研磨装置 Expired - Fee Related JP4756583B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005250124A JP4756583B2 (ja) 2005-08-30 2005-08-30 研磨パッド、パッドドレッシング評価方法、及び研磨装置
KR1020060079169A KR20070026021A (ko) 2005-08-30 2006-08-22 연마 패드, 패드 드레싱 평가 방법, 및 연마 기기
US11/466,489 US20070049168A1 (en) 2005-08-30 2006-08-23 Polishing pad, pad dressing evaluation method, and polishing apparatus
TW095131781A TW200744792A (en) 2005-08-30 2006-08-29 Polishing pad, pad dressing evaluation method, and polishing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005250124A JP4756583B2 (ja) 2005-08-30 2005-08-30 研磨パッド、パッドドレッシング評価方法、及び研磨装置

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2007067110A true JP2007067110A (ja) 2007-03-15
JP2007067110A5 JP2007067110A5 (ja) 2009-01-08
JP4756583B2 JP4756583B2 (ja) 2011-08-24

Family

ID=37804914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005250124A Expired - Fee Related JP4756583B2 (ja) 2005-08-30 2005-08-30 研磨パッド、パッドドレッシング評価方法、及び研磨装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20070049168A1 (ja)
JP (1) JP4756583B2 (ja)
KR (1) KR20070026021A (ja)
TW (1) TW200744792A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008246619A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Fujitsu Microelectronics Ltd 化学機械研磨装置の管理方法
JP2009154291A (ja) * 2006-09-06 2009-07-16 Nitta Haas Inc 研磨パッド
JP2010149259A (ja) * 2008-12-26 2010-07-08 Nitta Haas Inc 研磨布
WO2017146743A1 (en) * 2016-02-27 2017-08-31 Intel Corporation Pad surface roughness change metrics for chemical mechanical polishing conditioning disks
JP2018058204A (ja) * 2016-09-29 2018-04-12 ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ シーエムピー ホウルディングス インコーポレイテッド ケミカルメカニカル研磨パッドの表面を成形する方法
CN108500843A (zh) * 2018-04-04 2018-09-07 河南科技学院 一种用于固结磨料研抛垫的磨料射流自适应修整方法
KR20190017680A (ko) * 2017-08-10 2019-02-20 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 이면 연마 부재의 드레싱 장치 및 드레싱 방법

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5898420B2 (ja) * 2011-06-08 2016-04-06 株式会社荏原製作所 研磨パッドのコンディショニング方法及び装置
TWI511836B (zh) * 2013-05-09 2015-12-11 Kinik Co 化學機械研磨修整器之檢測裝置及方法
JP6010511B2 (ja) * 2013-08-22 2016-10-19 株式会社荏原製作所 研磨パッドの表面粗さ測定方法
TWI551399B (zh) * 2014-01-20 2016-10-01 中國砂輪企業股份有限公司 高度磨料品質之化學機械研磨修整器
JP2017537480A (ja) 2014-11-23 2017-12-14 エム キューブド テクノロジーズM Cubed Technologies ウェハピンチャックの製造及び補修
WO2017030874A1 (en) 2015-08-14 2017-02-23 M Cubed Technologies, Inc. Machine for finishing a work piece, and having a highly controllable treatment tool
EP3334560B1 (en) 2015-08-14 2023-09-13 M Cubed Technologies Inc. Method for removing contamination from a chuck surface
US10953513B2 (en) 2015-08-14 2021-03-23 M Cubed Technologies, Inc. Method for deterministic finishing of a chuck surface
WO2017030873A1 (en) 2015-08-14 2017-02-23 M Cubed Technologies, Inc. Wafer chuck featuring reduced friction support surface
JP7169769B2 (ja) * 2017-08-10 2022-11-11 東京エレクトロン株式会社 基板裏面研磨部材のドレッシング装置及びドレッシング方法
CN109420973B (zh) * 2017-09-05 2020-11-17 联华电子股份有限公司 晶片研磨盘与其使用方法
JP6713015B2 (ja) * 2018-04-13 2020-06-24 株式会社大気社 自動研磨システム
KR102580487B1 (ko) * 2018-06-18 2023-09-21 주식회사 케이씨텍 패드 모니터링 장치 및 이를 포함하는 패드 모니터링 시스템, 패드 모니터링 방법
CN109410806A (zh) 2018-10-30 2019-03-01 重庆先进光电显示技术研究院 一种快速寻找显示面板的公共电压的方法及测试机台
JP6822518B2 (ja) * 2019-05-14 2021-01-27 株式会社Sumco 研磨パッドの管理方法及び研磨パッドの管理システム
JPWO2020255744A1 (ja) * 2019-06-19 2020-12-24
CN114454256B (zh) * 2022-01-08 2023-10-13 奥士康科技股份有限公司 一种提升pcb钻咀研磨寿命的管控方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0417050A (ja) * 1990-05-10 1992-01-21 Mitsubishi Electric Corp ワンチップマイクロコンピュータ
JPH10100062A (ja) * 1996-09-26 1998-04-21 Toshiba Corp 研磨パッド及び研磨装置
JPH11151662A (ja) * 1997-11-18 1999-06-08 Asahi Chem Ind Co Ltd 研磨布
JP2001223190A (ja) * 2000-02-08 2001-08-17 Hitachi Ltd 研磨パッドの表面状態評価方法及びその装置とそれを用いた薄膜デバイスの製造方法及びその製造装置
JP2004535306A (ja) * 2001-07-20 2004-11-25 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 摩耗インジケータを有する固定研磨物品
JP2005088128A (ja) * 2003-09-17 2005-04-07 Sanyo Electric Co Ltd 研磨パッドのドレッシング方法及び製造装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5733171A (en) * 1996-07-18 1998-03-31 Speedfam Corporation Apparatus for the in-process detection of workpieces in a CMP environment
US6090475A (en) * 1996-05-24 2000-07-18 Micron Technology Inc. Polishing pad, methods of manufacturing and use
US6045434A (en) * 1997-11-10 2000-04-04 International Business Machines Corporation Method and apparatus of monitoring polishing pad wear during processing
US6331137B1 (en) * 1998-08-28 2001-12-18 Advanced Micro Devices, Inc Polishing pad having open area which varies with distance from initial pad surface
US6517414B1 (en) * 2000-03-10 2003-02-11 Appied Materials, Inc. Method and apparatus for controlling a pad conditioning process of a chemical-mechanical polishing apparatus
US6656019B1 (en) * 2000-06-29 2003-12-02 International Business Machines Corporation Grooved polishing pads and methods of use
KR100432781B1 (ko) * 2001-03-22 2004-05-24 삼성전자주식회사 연마패드의 측정장치 및 방법
US6796879B2 (en) * 2002-01-12 2004-09-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Dual wafer-loss sensor and water-resistant sensor holder
JP4102081B2 (ja) * 2002-02-28 2008-06-18 株式会社荏原製作所 研磨装置及び研磨面の異物検出方法
JP3793810B2 (ja) * 2002-07-09 2006-07-05 独立行政法人国立高等専門学校機構 研削工具の砥面状態検査方法
US7442113B2 (en) * 2003-04-23 2008-10-28 Lsi Corporation Visual wear confirmation polishing pad
US20040230335A1 (en) * 2003-05-13 2004-11-18 Gerding David W. System for capturing shape data for eyeglass lenses, and method for determining shape data for eyeglass lenses
GB2402941B (en) * 2003-06-09 2007-06-27 Kao Corp Method for manufacturing substrate
US20050135979A1 (en) * 2003-12-18 2005-06-23 Steve Gootter Device for deodorizing a sink drain and method therefor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0417050A (ja) * 1990-05-10 1992-01-21 Mitsubishi Electric Corp ワンチップマイクロコンピュータ
JPH10100062A (ja) * 1996-09-26 1998-04-21 Toshiba Corp 研磨パッド及び研磨装置
JPH11151662A (ja) * 1997-11-18 1999-06-08 Asahi Chem Ind Co Ltd 研磨布
JP2001223190A (ja) * 2000-02-08 2001-08-17 Hitachi Ltd 研磨パッドの表面状態評価方法及びその装置とそれを用いた薄膜デバイスの製造方法及びその製造装置
JP2004535306A (ja) * 2001-07-20 2004-11-25 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 摩耗インジケータを有する固定研磨物品
JP2005088128A (ja) * 2003-09-17 2005-04-07 Sanyo Electric Co Ltd 研磨パッドのドレッシング方法及び製造装置

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009154291A (ja) * 2006-09-06 2009-07-16 Nitta Haas Inc 研磨パッド
JP2012210709A (ja) * 2006-09-06 2012-11-01 Nitta Haas Inc 研磨パッド
KR101209420B1 (ko) 2006-09-06 2012-12-07 니타 하스 인코포레이티드 연마 패드
US8337282B2 (en) 2006-09-06 2012-12-25 Nitta Haas Incorporated Polishing pad
JP2008246619A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Fujitsu Microelectronics Ltd 化学機械研磨装置の管理方法
JP2010149259A (ja) * 2008-12-26 2010-07-08 Nitta Haas Inc 研磨布
WO2017146743A1 (en) * 2016-02-27 2017-08-31 Intel Corporation Pad surface roughness change metrics for chemical mechanical polishing conditioning disks
JP2018058204A (ja) * 2016-09-29 2018-04-12 ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ シーエムピー ホウルディングス インコーポレイテッド ケミカルメカニカル研磨パッドの表面を成形する方法
KR20190017680A (ko) * 2017-08-10 2019-02-20 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 이면 연마 부재의 드레싱 장치 및 드레싱 방법
KR102570853B1 (ko) * 2017-08-10 2023-08-25 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 이면 연마 부재의 드레싱 장치 및 드레싱 방법
CN108500843A (zh) * 2018-04-04 2018-09-07 河南科技学院 一种用于固结磨料研抛垫的磨料射流自适应修整方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20070049168A1 (en) 2007-03-01
JP4756583B2 (ja) 2011-08-24
TW200744792A (en) 2007-12-16
KR20070026021A (ko) 2007-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4756583B2 (ja) 研磨パッド、パッドドレッシング評価方法、及び研磨装置
US11731238B2 (en) Monitoring of polishing pad texture in chemical mechanical polishing
US5655951A (en) Method for selectively reconditioning a polishing pad used in chemical-mechanical planarization of semiconductor wafers
US9802292B2 (en) Advanced polishing system
TWI458589B (zh) 輪廓量測方法
US20090247057A1 (en) Polishing platen and polishing apparatus
US20070077671A1 (en) In-situ substrate imaging
US20040033760A1 (en) Grid relief in CMP polishing pad to accurately measure pad wear, pad profile and pad wear profile
US20040038623A1 (en) Methods and systems for conditioning planarizing pads used in planarizing substrates
US6364752B1 (en) Method and apparatus for dressing polishing cloth
JPH10128654A (ja) Cmp装置及び該cmp装置に用いることのできる研磨布
KR100870630B1 (ko) 마이크로피처 공작물의 기계적 및/또는 화학-기계적 연마를위한 시스템 및 방법
US6432823B1 (en) Off-concentric polishing system design
JPH10277930A (ja) 化学機械的磨きの終了点の検出方法
KR101677853B1 (ko) 화학연마장치용 캐리어 헤드의 리테이너링 및 이를 포함하는 캐리어 헤드
US9373524B2 (en) Die level chemical mechanical polishing
KR20070105616A (ko) 연마 패드의 형상을 측정하는 장치와, 이를 이용한 연마패드 형상 보정 방법 및 이를 이용한 화학적 기계적 연마장치
JP2002355748A (ja) 化学的機械的研磨方法及び化学的機械的研磨装置
JP2796077B2 (ja) 基板の研磨装置及び基板の研磨方法
JP5236561B2 (ja) 研磨装置及び研磨方法
JP3642611B2 (ja) ポリッシング方法および装置
JP2003100683A (ja) 半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法
KR100216856B1 (ko) 기판의연마장치및기판의연마방법
JP5218892B2 (ja) 消耗材の評価方法
JP2005347530A (ja) 研磨パッド調整方法及び化学機械研磨装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080702

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081118

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110303

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110308

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110506

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110525

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110526

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4756583

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140610

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees