JP2017220682A - Abrasive pad - Google Patents

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将毅 木下
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an abrasive pad for use in a polishing device capable of acquiring highly accurate thickness data, in the whole area of a substrate including the center and peripheral portion thereof.SOLUTION: An abrasive pad 22 has a first through-hole 31A and a second through-hole 31B for passing light. The second through-hole 31B is placed on the inside of the first through-hole 31A in the radial direction of the abrasive pad 22. When the first through-hole 31A is under a substrate W held by a top ring 24, the second through-hole 31B is placed at a position not existing under the substrate W held by the top ring 24. The first through-hole 31A is formed at a position facing the central part of the substrate W, and the second through-hole 31B is formed at a position facing the peripheral portion of the substrate W.SELECTED DRAWING: Figure 16

Description

本発明は、半導体ウェハなどの基板の表面を研磨するポリッシング装置に関し、より具体的には、基板の中心部および周縁部を含む基板の全面における膜厚分布を基板の研磨中に取得し、得られた膜厚分布に基づいて基板への荷重を制御するポリッシング装置に使用される研磨パッドに関する。   The present invention relates to a polishing apparatus for polishing the surface of a substrate such as a semiconductor wafer. More specifically, the present invention obtains a film thickness distribution on the entire surface of the substrate including the central portion and the peripheral portion of the substrate during polishing of the substrate. The present invention relates to a polishing pad used in a polishing apparatus that controls a load on a substrate based on a measured film thickness distribution.

半導体ウェハなどの基板の表面を研磨する装置として、CMP(化学的機械的研磨)装置が広く知られている。このCMP装置は、回転する研磨テーブル上の研磨パッドに研磨液を供給しながら、トップリングで基板を研磨パッドに押し付けることで基板の表面を研磨する。CMP装置は、一般に、基板の膜厚または膜厚に等価な信号を測定する膜厚測定部を備えており、膜厚測定部から得られる膜厚の測定値に基づいて、基板に対する研磨荷重を制御し、さらには研磨終点を決定する。膜厚測定部としては、渦電流センサや光学式センサが一般的に使用される。   A CMP (chemical mechanical polishing) apparatus is widely known as an apparatus for polishing the surface of a substrate such as a semiconductor wafer. This CMP apparatus polishes the surface of a substrate by pressing the substrate against the polishing pad with a top ring while supplying a polishing liquid to the polishing pad on the rotating polishing table. The CMP apparatus generally includes a film thickness measuring unit that measures a film thickness of the substrate or a signal equivalent to the film thickness, and determines the polishing load on the substrate based on the measured film thickness obtained from the film thickness measuring unit. Control and further determine the polishing end point. As the film thickness measuring unit, an eddy current sensor or an optical sensor is generally used.

図1は、従来のCMP装置における膜厚測定部と基板との位置関係を示す平面図である。膜厚測定部100は、研磨パッド105上の基板Wに対向するように研磨テーブル102の内部に配置される。したがって、研磨テーブル102が回転するたびに、膜厚測定部100が基板Wを横切って移動しながら、基板W上の複数の測定点で膜厚を測定する。従来のCMP装置では、膜厚測定部100は、図1に示すように、基板Wの中心を通るように配置される。これは、図2に示すように、基板Wの径方向に分布する複数の測定点で膜厚を測定するためである。   FIG. 1 is a plan view showing a positional relationship between a film thickness measuring unit and a substrate in a conventional CMP apparatus. The film thickness measuring unit 100 is disposed inside the polishing table 102 so as to face the substrate W on the polishing pad 105. Therefore, each time the polishing table 102 rotates, the film thickness measurement unit 100 measures the film thickness at a plurality of measurement points on the substrate W while moving across the substrate W. In the conventional CMP apparatus, the film thickness measuring unit 100 is disposed so as to pass through the center of the substrate W as shown in FIG. This is because the film thickness is measured at a plurality of measurement points distributed in the radial direction of the substrate W as shown in FIG.

研磨される基板の表面には、微細な回路パターンが存在するため、基板上の領域によっては、同一の膜厚であっても得られる膜厚に相当するデータ(例えば、渦電流センサであれば電圧値または電流値、光学式センサであれば相対反射率)が異なる場合がある。このような回路パターンの影響を回避するために、得られたデータに対して平滑化が行われる。   Since a fine circuit pattern exists on the surface of the substrate to be polished, depending on the region on the substrate, data corresponding to the obtained film thickness (for example, an eddy current sensor) The voltage value or current value, and the relative reflectance in the case of an optical sensor may be different. In order to avoid the influence of such a circuit pattern, smoothing is performed on the obtained data.

CMP装置は、研磨中に得られる膜厚プロファイルに基づいて、基板の各領域(例えば、中心部、中間部、周縁部)への研磨荷重を決定し、膜厚が均一になるように基板を研磨する。しかしながら、従来のCMP装置では、基板の周縁部に対応する測定点の数が少ないため、正確な膜厚が得られないという問題がある。この問題点について図2を参照して説明する。図2は、研磨テーブルが一回転する間に膜厚測定が行われる基板上の測定点を示す図である。基板の周縁部は、最も外側に位置する環状の領域であり、その幅は10mm〜20mmである。このため、図2から分かるように、周縁部上の測定点の数が少なくなってしまう。   The CMP apparatus determines the polishing load to each region (for example, the central portion, the intermediate portion, and the peripheral portion) of the substrate based on the film thickness profile obtained during polishing, and the substrate is arranged so that the film thickness becomes uniform. Grind. However, the conventional CMP apparatus has a problem that an accurate film thickness cannot be obtained because the number of measurement points corresponding to the peripheral edge of the substrate is small. This problem will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing measurement points on the substrate where film thickness measurement is performed while the polishing table rotates once. The peripheral edge of the substrate is an annular region located on the outermost side, and the width thereof is 10 mm to 20 mm. For this reason, as can be seen from FIG. 2, the number of measurement points on the peripheral portion is reduced.

基板の周縁部は、研磨荷重や研磨液の影響を最も受けやすい領域であり、基板の他の領域に比べて研磨中に膜厚が大きく変化しやすい領域である。さらに、基板の周縁部での初期膜厚は、多くの場合、他の領域での膜厚よりも大きい。したがって、基板の研磨中は、周縁部における膜厚を正確に測定し、監視する必要がある。しかしながら、上述したように、基板の周縁部での測定点が少ないため、周縁部の膜厚を正確に取得することが難しい。   The peripheral portion of the substrate is a region that is most susceptible to the influence of polishing load and polishing liquid, and is a region in which the film thickness is likely to change greatly during polishing as compared to other regions of the substrate. Furthermore, the initial film thickness at the peripheral edge of the substrate is often larger than the film thickness in other regions. Therefore, it is necessary to accurately measure and monitor the film thickness at the peripheral edge during polishing of the substrate. However, as described above, since there are few measurement points at the periphery of the substrate, it is difficult to accurately obtain the film thickness of the periphery.

図3は、基板の中心部における膜厚の測定値および周縁部における膜厚の測定値の変化を示すグラフである。図3に示すグラフの縦軸は、光学式センサにより得られた膜厚の測定値(推定値)を表し、横軸は研磨時間を表す。図3から分かるように、基板の中心部(図2参照)での膜厚は、研磨時間に従って徐々に減少しているのに対して、基板の周縁部(図2参照)での膜厚は、不規則に変化する。これは、周縁部での測定点の数が少ないため、平滑化処理のために必要なデータが得られないからである。特に、研磨テーブルが高速で回転する場合には、基板の周縁部での測定点の数はさらに少なくなってしまう。   FIG. 3 is a graph showing changes in the measured value of the film thickness at the central part of the substrate and the measured value of the film thickness at the peripheral part. The vertical axis of the graph shown in FIG. 3 represents the measured value (estimated value) of the film thickness obtained by the optical sensor, and the horizontal axis represents the polishing time. As can be seen from FIG. 3, the film thickness at the center of the substrate (see FIG. 2) gradually decreases with the polishing time, whereas the film thickness at the peripheral edge of the substrate (see FIG. 2) is , Change irregularly. This is because the number of measurement points at the peripheral edge is small and data necessary for the smoothing process cannot be obtained. In particular, when the polishing table rotates at a high speed, the number of measurement points at the peripheral edge of the substrate is further reduced.

このように、基板の周縁部では、精度の高い膜厚データを取得することが困難であるため、精度の高い基板の膜厚プロファイルを研磨中に取得することができなかった。結果として、膜厚プロファイルを研磨荷重にフィードバックして所望の膜厚プロファイルを得ることが難しかった。   Thus, since it is difficult to acquire highly accurate film thickness data at the peripheral portion of the substrate, a highly accurate film thickness profile of the substrate cannot be acquired during polishing. As a result, it was difficult to obtain a desired film thickness profile by feeding back the film thickness profile to the polishing load.

特開2004−154928号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-154928 特表2009−505847号公報Special table 2009-505847

本発明は、上述した従来の問題点を解決するためになされたもので、基板の中心部および周縁部を含む全面において、精度の高い膜厚データを取得することができるポリッシング装置に使用される研磨パッドを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and is used in a polishing apparatus capable of acquiring highly accurate film thickness data over the entire surface including the center and peripheral portions of the substrate. An object is to provide a polishing pad.

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、トップリングに保持された基板が押圧される研磨パッドであって、前記研磨パッドは、光を通すための第1の通孔および第2の通孔を有しており、前記第2の通孔は、前記研磨パッドの半径方向に関して、前記第1の通孔よりも内側に配置されており、前記第1の通孔が前記トップリングに保持された基板の下にあるときに、前記第2の通孔は前記トップリングに保持された基板の下に存在しない位置に配置され、前記第1の通孔は前記基板の中心部に対向する位置に形成されており、前記第2の通孔は前記基板の周縁部に対向する位置に形成されていることを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, one embodiment of the present invention is a polishing pad against which a substrate held by a top ring is pressed, and the polishing pad includes a first through hole and a first hole for allowing light to pass through. The second through hole is disposed inside the first through hole with respect to the radial direction of the polishing pad, and the first through hole is the top hole. The second through hole is disposed at a position not below the substrate held by the top ring when the substrate is held by the ring, and the first through hole is a central portion of the substrate. The second through hole is formed at a position facing the peripheral edge of the substrate.

本発明の好ましい態様は、前記第1の通孔と前記第2の通孔は前記研磨パッドの中心に関して互いに反対側に位置していることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第1の通孔と前記研磨パッドの中心とを結ぶ線と、前記第2の通孔と前記研磨パッドの中心とを結ぶ線とがなす角度は、実質的に180度であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第1の通孔と前記研磨パッドの中心とを結ぶ線と、前記第2の通孔と前記研磨パッドの中心とを結ぶ線とがなす角度は、実質的に120度であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基板の周縁部は、該基板の最も外側にある環状の部位であり、その幅は10mm〜20mmであること特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第1の通孔および前記第2の通孔には透明窓がそれぞれ設けられていることを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the first through hole and the second through hole are located on opposite sides with respect to the center of the polishing pad.
In a preferred aspect of the present invention, an angle formed between a line connecting the first through hole and the center of the polishing pad and a line connecting the second through hole and the center of the polishing pad is substantially It is characterized by 180 degrees.
In a preferred aspect of the present invention, an angle formed between a line connecting the first through hole and the center of the polishing pad and a line connecting the second through hole and the center of the polishing pad is substantially It is characterized by 120 degrees.
In a preferred aspect of the present invention, the peripheral portion of the substrate is an annular portion located on the outermost side of the substrate, and the width thereof is 10 mm to 20 mm.
In a preferred aspect of the present invention, a transparent window is provided in each of the first through hole and the second through hole.

本発明の参考例は、基板を研磨するポリッシング装置であって、研磨パッドを保持するための研磨テーブルと、基板の表面を前記研磨パッドに対して押圧するトップリングと、光を発する少なくとも1つの光源と、前記光源からの光を前記基板の表面に照射し、前記基板からの反射光を受光する第一の光学ヘッドと、前記光源からの光を前記基板の表面に照射し、前記基板からの反射光を受光する第二の光学ヘッドと、前記第一の光学ヘッドおよび前記第二の光学ヘッドに接続された1つの共通の分光器とを備えたことを特徴とする。   A reference example of the present invention is a polishing apparatus for polishing a substrate, a polishing table for holding a polishing pad, a top ring that presses the surface of the substrate against the polishing pad, and at least one that emits light A light source, a first optical head that irradiates the surface of the substrate with light from the light source, and receives reflected light from the substrate; irradiates the surface of the substrate with light from the light source; A second optical head that receives the reflected light, and a common spectroscope connected to the first optical head and the second optical head.

上記参考例の好ましい態様は、前記研磨テーブルは、その軸心周りに回転可能であることを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記第二の光学ヘッドは、前記研磨テーブルの半径方向に関して、前記第一の光学ヘッドよりも外側に配置されていることを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記第二の光学ヘッドは、前記研磨テーブルの半径方向に関して、前記第一の光学ヘッドよりも内側に配置されていることを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記第一の光学ヘッドと前記研磨テーブルの中心とを結ぶ線と、前記第二の光学ヘッドと前記研磨テーブルの中心とを結ぶ線とがなす角度は実質的に180度であることを特徴とする。
In a preferred aspect of the above reference example, the polishing table is rotatable about its axis.
In a preferred aspect of the above reference example, the second optical head is arranged outside the first optical head in the radial direction of the polishing table.
In a preferred aspect of the above reference example, the second optical head is disposed inside the first optical head in the radial direction of the polishing table.
In a preferred aspect of the above reference example, an angle formed between a line connecting the first optical head and the center of the polishing table and a line connecting the second optical head and the center of the polishing table is substantially It is characterized by 180 degrees.

上記参考例の好ましい態様は、前記研磨パッドは、前記第一の光学ヘッドおよび前記第二の光学ヘッドに対応した位置に通孔を有することを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記少なくとも1つの光源は、前記第一の光学ヘッドおよび前記第二の光学ヘッドに接続された1つの共通の光源であることを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記1つの共通の光源は、前記第一の光学ヘッドおよび前記第二の光学ヘッドに光スイッチを介して接続されていることを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記1つの共通の分光器は、前記第一の光学ヘッドおよび前記第二の光学ヘッドに光スイッチを介して接続されていることを特徴とする。
In a preferred aspect of the above reference example, the polishing pad has a through hole at a position corresponding to the first optical head and the second optical head.
In a preferred aspect of the above reference example, the at least one light source is one common light source connected to the first optical head and the second optical head.
In a preferred aspect of the above reference example, the one common light source is connected to the first optical head and the second optical head via an optical switch.
In a preferred aspect of the above reference example, the one common spectrometer is connected to the first optical head and the second optical head via an optical switch.

本発明の参考例は、膜を有する基板を研磨パッドに摺接させて該基板を研磨するポリッシング装置であって、前記研磨パッドを保持するための回転可能な研磨テーブルと、前記基板を保持し、該基板の表面を前記研磨パッドに対して押圧するトップリングと、光を発する少なくとも1つの光源と、前記光源からの光を前記基板の表面に照射し、前記基板からの反射光を受光する第一の光学ヘッドと、前記光源からの光を前記基板の表面に照射し、前記基板からの反射光を受光する第二の光学ヘッドと、前記第一の光学ヘッドおよび前記第二の光学ヘッドにより受光された反射光の各波長での強度を測定する少なくとも1つの分光器と、前記分光器により測定された反射光の各波長での強度から、反射光の強度と波長との関係を示すスペクトルを生成し、該スペクトルから前記基板の膜厚を決定する処理部とを備え、前記第一の光学ヘッドは、前記トップリングに保持された前記基板の中心に対向するように配置され、前記第二の光学ヘッドは、前記トップリングに保持された前記基板の周縁部に対向するように配置されていることを特徴とする。   A reference example of the present invention is a polishing apparatus that polishes a substrate having a film in sliding contact with a polishing pad, the polishing table holding the polishing pad, and holding the substrate. The top ring that presses the surface of the substrate against the polishing pad, at least one light source that emits light, and the surface of the substrate is irradiated with light from the light source, and the reflected light from the substrate is received. A first optical head; a second optical head that irradiates the surface of the substrate with light from the light source and receives reflected light from the substrate; the first optical head and the second optical head; The relationship between the intensity of reflected light and the wavelength is shown from at least one spectrometer for measuring the intensity at each wavelength of the reflected light received by the light, and the intensity at each wavelength of the reflected light measured by the spectrometer. Spectrum And a processing unit for determining the film thickness of the substrate from the spectrum, wherein the first optical head is disposed to face the center of the substrate held by the top ring, and The optical head is arranged so as to face the peripheral edge of the substrate held by the top ring.

上記参考例の好ましい態様は、前記第二の光学ヘッドは、前記研磨テーブルの半径方向に関して、前記第一の光学ヘッドよりも外側に配置されていることを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記第二の光学ヘッドは、前記研磨テーブルの半径方向に関して、前記第一の光学ヘッドよりも内側に配置されていることを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記第一の光学ヘッドと前記第二の光学ヘッドは、前記研磨テーブルの周方向において異なる位置に配置されていることを特徴とする。
In a preferred aspect of the above reference example, the second optical head is arranged outside the first optical head in the radial direction of the polishing table.
In a preferred aspect of the above reference example, the second optical head is disposed inside the first optical head in the radial direction of the polishing table.
In a preferred aspect of the above reference example, the first optical head and the second optical head are arranged at different positions in the circumferential direction of the polishing table.

上記参考例の好ましい態様は、前記第一の光学ヘッドと前記研磨テーブルの中心とを結ぶ線と、前記第二の光学ヘッドと前記研磨テーブルの中心とを結ぶ線とがなす角度は実質的に180度であることを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記第二の光学ヘッドは、前記研磨テーブルの外側に配置されていることを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記トップリングは、前記基板の中心部および周縁部を前記研磨パッドに対して独立に押し付ける機構を有しており、前記ポリッシング装置は、前記基板の前記中心部における膜厚と、前記基板の前記周縁部における膜厚に基づいて、前記基板の前記中心部および前記周縁部に対する前記トップリングの荷重を決定する制御部をさらに備えたことを特徴とする。
In a preferred aspect of the above reference example, an angle formed between a line connecting the first optical head and the center of the polishing table and a line connecting the second optical head and the center of the polishing table is substantially It is characterized by 180 degrees.
In a preferred aspect of the above reference example, the second optical head is arranged outside the polishing table.
In a preferred aspect of the above reference example, the top ring has a mechanism for independently pressing the central portion and the peripheral portion of the substrate against the polishing pad, and the polishing apparatus is arranged at the central portion of the substrate. The apparatus further includes a control unit that determines a load of the top ring on the central portion and the peripheral portion of the substrate based on the film thickness and the film thickness at the peripheral portion of the substrate.

本発明の他の参考例は、膜を有する基板を研磨パッドに摺接させて該基板を研磨するポリッシング装置であって、前記研磨パッドを保持するための回転可能な研磨テーブルと、前記基板を保持し、該基板を前記研磨パッドに対して押圧するトップリングと、前記基板の膜厚を測定する第一の膜厚センサおよび第二の膜厚センサとを備え、前記第一の膜厚センサは、前記トップリングに保持された前記基板の中心に対向するように配置され、前記第二の膜厚センサは、前記トップリングに保持された前記基板の周縁部に対向するように配置されていることを特徴とする。   Another reference example of the present invention is a polishing apparatus that polishes a substrate having a film in sliding contact with a polishing pad, the polishing table being rotatable to hold the polishing pad, and the substrate. A first ring thickness sensor comprising: a top ring that holds and presses the substrate against the polishing pad; and a first film thickness sensor and a second film thickness sensor that measure the film thickness of the substrate. Is arranged to face the center of the substrate held by the top ring, and the second film thickness sensor is arranged to face the peripheral edge of the substrate held by the top ring. It is characterized by being.

本発明のさらに他の参考例は、膜を有する基板を研磨パッドに摺接させて該基板を研磨するポリッシング方法であって、前記研磨パッドを保持する研磨テーブルを回転させ、前記回転する研磨パッドに対して前記基板の表面を押圧し、前記基板の中心に対向するように配置された第一の光学ヘッドにより、前記基板の表面に光を照射し、かつ前記基板からの反射光を受光し、前記基板の周縁部に対向するように配置された第二の光学ヘッドにより、前記基板の表面に光を照射し、かつ前記基板からの反射光を受光し、前記第一の光学ヘッドおよび前記第二の光学ヘッドにより受光された反射光の各波長での強度を測定し、測定された強度から、反射光の強度と波長との関係を示すスペクトルを生成し、前記スペクトルから前記基板の膜厚を決定することを特徴とする。   Still another reference example of the present invention is a polishing method for polishing a substrate having a film in sliding contact with a polishing pad, the polishing pad holding the polishing pad rotating, and the rotating polishing pad The surface of the substrate is pressed against the substrate, and the first optical head disposed so as to face the center of the substrate irradiates light on the surface of the substrate and receives reflected light from the substrate. The second optical head disposed so as to face the peripheral edge of the substrate irradiates light on the surface of the substrate and receives reflected light from the substrate, and the first optical head and the The intensity at each wavelength of the reflected light received by the second optical head is measured, and a spectrum indicating the relationship between the intensity of the reflected light and the wavelength is generated from the measured intensity, and the film of the substrate is generated from the spectrum. Decide the thickness Characterized in that it.

上記参考例の好ましい態様は、前記第一の光学ヘッドおよび前記第二の光学ヘッドは、異なる時間に前記基板の表面に光を照射し、かつ前記基板からの反射光を受光することを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記第一の光学ヘッドおよび前記第二の光学ヘッドは、略一定の時間間隔で交互に前記基板の表面に光を照射し、かつ前記基板からの反射光を受光することを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記基板の周縁部は、該基板の最も外側にある環状の部位であり、その幅は10mm〜20mmであること特徴とする。
In a preferred aspect of the above reference example, the first optical head and the second optical head irradiate light on the surface of the substrate at different times and receive reflected light from the substrate. To do.
In a preferred embodiment of the above reference example, the first optical head and the second optical head alternately irradiate light on the surface of the substrate at substantially constant time intervals, and receive reflected light from the substrate. It is characterized by doing.
In a preferred aspect of the above reference example, the peripheral portion of the substrate is an annular portion located on the outermost side of the substrate, and the width thereof is 10 mm to 20 mm.

本発明によれば、第2の光学ヘッドの先端は、研磨テーブルの回転に伴って基板の周縁部に沿って移動する。したがって、周縁部における測定点の数が多くなり、より精度の高い膜厚を得ることができる。その結果、精度の高い膜厚プロファイル(基板の径方向に沿った膜厚分布)を研磨中に生成することができ、この膜厚プロファイルに基づいて所望の膜厚プロファイルを得ることができる。   According to the present invention, the tip of the second optical head moves along the peripheral edge of the substrate as the polishing table rotates. Therefore, the number of measurement points in the peripheral portion increases, and a more accurate film thickness can be obtained. As a result, a highly accurate film thickness profile (film thickness distribution along the radial direction of the substrate) can be generated during polishing, and a desired film thickness profile can be obtained based on this film thickness profile.

従来のCMP装置における膜厚測定部と基板との位置関係を示す平面図である。It is a top view which shows the positional relationship of the film thickness measurement part and board | substrate in the conventional CMP apparatus. 研磨テーブルが一回転する間に膜厚測定が行われる基板上の測定点を示す図である。It is a figure which shows the measurement point on the board | substrate where a film thickness measurement is performed while a grinding | polishing table rotates once. 基板の中心部における膜厚の測定値および周縁部における膜厚の測定値の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the measured value of the film thickness in the center part of a board | substrate, and the measured value of the film thickness in a peripheral part. 図4(a)は、基板からの反射光のスペクトルに基づいて膜厚を決定する原理を説明するための模式図であり、図4(b)は基板と研磨テーブルとの位置関係を示す平面図である。FIG. 4A is a schematic diagram for explaining the principle of determining the film thickness based on the spectrum of reflected light from the substrate, and FIG. 4B is a plan view showing the positional relationship between the substrate and the polishing table. FIG. 図4(a)に示す構造の基板に関して、光の干渉理論に基づいてシミュレーションを行って得られた反射光のスペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the spectrum of the reflected light obtained by simulating based on the interference theory of light regarding the board | substrate of the structure shown to Fig.4 (a). 本発明の一実施形態に係るポリッシング装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the polishing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 第一の投光部および第一の受光部を有する第一の光学ヘッドと、第二の投光部および第二の受光部を有する第二の光学ヘッドの配置を示す平面図である。It is a top view which shows arrangement | positioning of the 1st optical head which has a 1st light projection part and a 1st light-receiving part, and the 2nd optical head which has a 2nd light projection part and a 2nd light-receiving part. 第二の光学ヘッドの先端が描く基板の表面上の軌跡を示す図である。It is a figure which shows the locus | trajectory on the surface of the board | substrate which the front-end | tip of a 2nd optical head draws. 処理部によって作成された膜厚プロファイルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the film thickness profile produced by the process part. 基板の複数の領域を独立に押圧する複数の押圧機構を備えたトップリングの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the top ring provided with the several press mechanism which presses the several area | region of a board | substrate independently. 基板の膜厚プロファイルを示すグラフである。It is a graph which shows the film thickness profile of a board | substrate. 第一の光学ヘッドおよび第二の光学ヘッドの配置の他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of arrangement | positioning of a 1st optical head and a 2nd optical head. 図12に示す第二の光学ヘッドの先端が描く軌跡を示す図である。It is a figure which shows the locus | trajectory which the front-end | tip of the 2nd optical head shown in FIG. 12 draws. 第一の光学ヘッドおよび第二の光学ヘッドの配置のさらに他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the further another example of arrangement | positioning of a 1st optical head and a 2nd optical head. 第一の光学ヘッドおよび第二の光学ヘッドについて共通の分光器および共通の光源を備えた例を示す図である。It is a figure which shows the example provided with the common spectrometer and the common light source about a 1st optical head and a 2nd optical head. 第一の光学ヘッドおよび第二の光学ヘッドの配置のさらに他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the further another example of arrangement | positioning of a 1st optical head and a 2nd optical head. 第一の光学ヘッドおよび第二の光学ヘッドの配置のさらに他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the further another example of arrangement | positioning of a 1st optical head and a 2nd optical head. 第一の光学ヘッドおよび第二の光学ヘッドの配置のさらに他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the further another example of arrangement | positioning of a 1st optical head and a 2nd optical head. 第一の光学ヘッドおよび第二の光学ヘッドに加えて、第三の光学ヘッドが設けられた例を示す平面図である。It is a top view which shows the example in which the 3rd optical head was provided in addition to the 1st optical head and the 2nd optical head. 第一の光学ヘッド、第二の光学ヘッド、および第三の光学ヘッドの配置の他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of arrangement | positioning of a 1st optical head, a 2nd optical head, and a 3rd optical head. 第一の光学ヘッド、第二の光学ヘッド、および第三の光学ヘッドの配置のさらに他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the further another example of arrangement | positioning of a 1st optical head, a 2nd optical head, and a 3rd optical head. 第一の光学ヘッド、第二の光学ヘッド、および第三の光学ヘッドの配置のさらに他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the further another example of arrangement | positioning of a 1st optical head, a 2nd optical head, and a 3rd optical head. 第二の光学ヘッドのさらに他の配置例を示す平面図である。It is a top view which shows other example of arrangement | positioning of a 2nd optical head. 第二の光学ヘッドのさらに他の配置例を示す平面図である。It is a top view which shows other example of arrangement | positioning of a 2nd optical head. 図6に示すポリッシング装置の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the polishing apparatus shown in FIG.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図4(a)は、基板からの反射光のスペクトルに基づいて膜厚を決定する原理を説明するための模式図であり、図4(b)は基板と研磨テーブルとの位置関係を示す平面図である。図4(a)に示すように、研磨対象となる基板Wは、下地層(例えば、シリコン層)と、その上に形成された膜(例えば、光透過性を有するSiOなどの絶縁膜)を有している。基板Wの表面は、回転する研磨テーブル20上の研磨パッド22に押圧され、基板Wの膜は研磨パッド22との摺接により研磨される。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 4A is a schematic diagram for explaining the principle of determining the film thickness based on the spectrum of reflected light from the substrate, and FIG. 4B is a plan view showing the positional relationship between the substrate and the polishing table. FIG. As shown in FIG. 4A, a substrate W to be polished includes a base layer (for example, a silicon layer) and a film formed thereon (for example, an insulating film such as SiO 2 having optical transparency). have. The surface of the substrate W is pressed by the polishing pad 22 on the rotating polishing table 20, and the film of the substrate W is polished by sliding contact with the polishing pad 22.

投光部11および受光部12は、基板Wの表面に対向して配置されている。投光部11は光源16に接続されており、光源16からの光を基板Wの表面に照射する。投光部11は、基板Wの表面に対してほぼ垂直に光を投光し、受光部12は基板Wからの反射光を受ける。光源16が発する光は、多波長の光である。図4(b)に示すように、研磨テーブル20が1回転するたびに基板Wの表面に光が照射される。受光部12には分光器14が接続されている。この分光器14は、反射光を波長に従って分解し、反射光の強度を波長ごとに測定する。   The light projecting unit 11 and the light receiving unit 12 are arranged to face the surface of the substrate W. The light projecting unit 11 is connected to the light source 16 and irradiates the surface of the substrate W with light from the light source 16. The light projecting unit 11 projects light substantially perpendicular to the surface of the substrate W, and the light receiving unit 12 receives reflected light from the substrate W. The light emitted from the light source 16 is multi-wavelength light. As shown in FIG. 4B, the surface of the substrate W is irradiated with light every time the polishing table 20 rotates once. A spectroscope 14 is connected to the light receiving unit 12. The spectroscope 14 decomposes the reflected light according to the wavelength, and measures the intensity of the reflected light for each wavelength.

分光器14には処理部15が接続されている。この処理部15は、分光器14によって取得された測定データを読み込み、強度の測定値から反射光の強度分布を生成する。より具体的には、処理部15は、波長ごとの光の強度を表すスペクトル(分光プロファイル)を生成する。このスペクトルは、反射光の波長と強度との関係を示す線グラフとして表すことができる。処理部15は、さらに、スペクトルから基板Wの膜厚を決定し、さらには研磨終点を決定するように構成されている。処理部15としては、汎用または専用のコンピュータを使用することができる。処理部15は、プログラム(またはコンピュータソフトウエア)によって所定の処理ステップを実行する。   A processing unit 15 is connected to the spectroscope 14. The processing unit 15 reads the measurement data acquired by the spectroscope 14 and generates an intensity distribution of reflected light from the intensity measurement value. More specifically, the processing unit 15 generates a spectrum (spectral profile) representing the light intensity for each wavelength. This spectrum can be represented as a line graph showing the relationship between the wavelength and intensity of the reflected light. The processing unit 15 is further configured to determine the film thickness of the substrate W from the spectrum, and further to determine the polishing end point. As the processing unit 15, a general purpose or dedicated computer can be used. The processing unit 15 executes predetermined processing steps by a program (or computer software).

図5は、図4(a)に示す構造の基板に関して、光の干渉理論に基づいてシミュレーションを行って得られた反射光のスペクトルを示すグラフである。図5において、横軸は光の波長を表わし、縦軸は光の強度から求められた相対反射率を表す。この相対反射率とは、光の強度を表す1つの指標であり、具体的には、反射光の強度と所定の基準強度との比である。このように反射光の強度(実測強度)を所定の基準強度で割ることにより、ノイズ成分が除去された光の強度を得ることができる。所定の基準強度は、例えば、膜が形成されていないシリコンウェハを水の存在下で研磨しているときに得られた反射光の強度とすることができる。なお、相対反射率を使用せずに、反射光の強度そのものを使用してもよい。   FIG. 5 is a graph showing a spectrum of reflected light obtained by performing a simulation based on the light interference theory for the substrate having the structure shown in FIG. In FIG. 5, the horizontal axis represents the wavelength of light, and the vertical axis represents the relative reflectance determined from the light intensity. This relative reflectance is one index representing the intensity of light, and specifically, is a ratio between the intensity of reflected light and a predetermined reference intensity. Thus, by dividing the intensity of the reflected light (measured intensity) by a predetermined reference intensity, the intensity of the light from which the noise component has been removed can be obtained. The predetermined reference intensity can be, for example, the intensity of reflected light obtained when a silicon wafer on which no film is formed is polished in the presence of water. In addition, you may use the intensity | strength of reflected light itself, without using a relative reflectance.

スペクトルは、波長の順に並ぶ光の強度の配列であり、各波長での光の強度を示す。このスペクトルは、基板の膜厚によって変化する。これは、光の波の干渉による現象である。つまり、基板に照射された光は、媒質と膜との界面と、膜とこの膜の下にある層との界面で反射し、これらの界面で反射した光の波が互いに干渉する。この光の波の干渉の仕方は、膜の厚さ(すなわち光路長)に応じて変化する。このため、基板から戻ってくる反射光のスペクトルは、図5に示すように、膜の厚さによって変化する。   The spectrum is an array of light intensities arranged in order of wavelength, and indicates the light intensity at each wavelength. This spectrum varies depending on the film thickness of the substrate. This is a phenomenon caused by interference of light waves. That is, the light irradiated on the substrate is reflected at the interface between the medium and the film and the interface between the film and the layer under the film, and the waves of light reflected at these interfaces interfere with each other. The manner of interference of the light wave changes depending on the thickness of the film (that is, the optical path length). For this reason, the spectrum of the reflected light returning from the substrate varies depending on the thickness of the film as shown in FIG.

処理部15は、得られたスペクトルから膜厚を決定するように構成されている。スペクトルから膜厚を決定する方法には、公知の技術を使うことができる。例えば、研磨中に得られたスペクトル(実測スペクトル)と予め用意された基準スペクトルとを比較して膜厚を推定する方法がある(例えば、特表2009−505847号公報参照)。この方法は、研磨中の各時点でのスペクトルを複数の基準スペクトルと比較し、そのスペクトルに最も形状が近い基準スペクトルから膜厚を決定する。複数の基準スペクトルは、研磨対象となる基板と同種のサンプル基板を研磨することによって予め用意される。各基準スペクトルは、その基準スペクトルが取得された膜厚に関連付けられている。したがって、研磨中に得られたスペクトルに最も近い形状を有する基準スペクトルから、現在の膜厚を推定することができる。   The processing unit 15 is configured to determine the film thickness from the obtained spectrum. A known technique can be used for the method of determining the film thickness from the spectrum. For example, there is a method of estimating a film thickness by comparing a spectrum (measured spectrum) obtained during polishing with a reference spectrum prepared in advance (see, for example, JP-T-2009-505847). In this method, the spectrum at each time point during polishing is compared with a plurality of reference spectra, and the film thickness is determined from the reference spectrum closest to the spectrum. The plurality of reference spectra are prepared in advance by polishing a sample substrate of the same type as the substrate to be polished. Each reference spectrum is associated with the film thickness from which the reference spectrum was acquired. Therefore, the current film thickness can be estimated from a reference spectrum having a shape closest to the spectrum obtained during polishing.

処理部15は、基板に対する研磨荷重などの研磨条件を決定する制御部19に接続されている。処理部15によって生成されたスペクトルは制御部19に送信されるようになっている。制御部19は、研磨中に得られるスペクトルに基づいて、目標膜厚プロファイルを得るための最適な研磨荷重を決定し、後述するように、基板に対する研磨荷重を制御する。   The processing unit 15 is connected to a control unit 19 that determines polishing conditions such as a polishing load for the substrate. The spectrum generated by the processing unit 15 is transmitted to the control unit 19. The control unit 19 determines an optimum polishing load for obtaining a target film thickness profile based on a spectrum obtained during polishing, and controls the polishing load on the substrate as will be described later.

図6は、本発明の一実施形態に係るポリッシング装置の構成を示す断面図である。ポリッシング装置は、研磨パッド22を支持する研磨テーブル20と、基板Wを保持して研磨パッド22に押圧するトップリング24と、研磨パッド22に研磨液(スラリ)を供給する研磨液供給機構25とを備えている。研磨テーブル20は、その下方に配置されるモータ(図示せず)に連結されており、その軸心周りに回転可能になっている。研磨パッド22は、研磨テーブル20の上面に固定されている。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention. The polishing apparatus includes a polishing table 20 that supports the polishing pad 22, a top ring 24 that holds the substrate W and presses the polishing pad 22, and a polishing liquid supply mechanism 25 that supplies a polishing liquid (slurry) to the polishing pad 22. It has. The polishing table 20 is connected to a motor (not shown) disposed below the polishing table 20 and is rotatable about its axis. The polishing pad 22 is fixed to the upper surface of the polishing table 20.

研磨パッド22の上面22aは、基板Wを研磨する研磨面を構成している。トップリング24は、トップリングシャフト28を介してモータ及び昇降シリンダ(図示せず)に連結されている。これにより、トップリング24は昇降可能かつトップリングシャフト28周りに回転可能となっている。このトップリング24の下面には、基板Wが真空吸着等によって保持される。   The upper surface 22a of the polishing pad 22 constitutes a polishing surface for polishing the substrate W. The top ring 24 is connected to a motor and a lifting cylinder (not shown) via a top ring shaft 28. Thereby, the top ring 24 can be raised and lowered and can be rotated around the top ring shaft 28. The substrate W is held on the lower surface of the top ring 24 by vacuum suction or the like.

トップリング24の下面に保持された基板Wはトップリング24によって回転させられつつ、回転している研磨テーブル20上の研磨パッド22にトップリング24によって押圧される。このとき、研磨液供給機構25から研磨パッド22の研磨面22aに研磨液が供給され、基板Wの表面と研磨パッド22との間に研磨液が存在した状態で基板Wの表面が研磨される。基板Wと研磨パッド22とを摺接させる相対移動機構は、研磨テーブル20およびトップリング24によって構成される。   The substrate W held on the lower surface of the top ring 24 is pressed by the top ring 24 against the polishing pad 22 on the rotating polishing table 20 while being rotated by the top ring 24. At this time, the polishing liquid is supplied from the polishing liquid supply mechanism 25 to the polishing surface 22 a of the polishing pad 22, and the surface of the substrate W is polished in a state where the polishing liquid exists between the surface of the substrate W and the polishing pad 22. . A relative movement mechanism for bringing the substrate W and the polishing pad 22 into sliding contact is constituted by the polishing table 20 and the top ring 24.

研磨テーブル20には、その上面で開口する孔30A,30Bが形成されている。また、研磨パッド22には、この孔30A,30Bに対応する位置に通孔31A,31Bが形成されている。孔30Aと通孔31Aとは連通し、孔30Bと通孔31Bとは連通している。通孔31A,31Bは研磨面22aで開口している。孔30A,30Bは液体供給路33およびロータリージョイント32を介して液体供給源35に連結されている。研磨中は、液体供給源35からは、透明な液体として水(好ましくは純水)が孔30A,30Bに供給されるようになっている。水は、基板Wの下面と通孔31A,31Bとによって形成される空間を満たし、液体排出路34を通じて排出される。研磨液は水と共に排出され、これにより光路が確保される。液体供給路33には、研磨テーブル20の回転に同期して作動するバルブ(図示せず)が設けられている。このバルブは、通孔31A,31Bの上に基板Wが位置しないときは水の流れを止める、または水の流量を少なくするように動作する。   The polishing table 20 is formed with holes 30A and 30B that open on the upper surface thereof. The polishing pad 22 has through holes 31A and 31B at positions corresponding to the holes 30A and 30B. The hole 30A and the through hole 31A communicate with each other, and the hole 30B and the through hole 31B communicate with each other. The through holes 31A and 31B are opened at the polishing surface 22a. The holes 30 </ b> A and 30 </ b> B are connected to a liquid supply source 35 via a liquid supply path 33 and a rotary joint 32. During polishing, water (preferably pure water) is supplied from the liquid supply source 35 to the holes 30A and 30B as a transparent liquid. Water fills the space formed by the lower surface of the substrate W and the through holes 31 </ b> A and 31 </ b> B, and is discharged through the liquid discharge path 34. The polishing liquid is discharged together with water, thereby securing an optical path. The liquid supply path 33 is provided with a valve (not shown) that operates in synchronization with the rotation of the polishing table 20. This valve operates to stop the flow of water or reduce the flow rate of water when the substrate W is not positioned over the through holes 31A and 31B.

ポリッシング装置は、上述した方法に従って基板の膜厚を測定する光学式膜厚測定部を備えている。この光学式膜厚測定部は、光を発する光源16a,16bと、光源16aから発せられた光を基板Wの表面に照射する第一の投光部11aと、基板Wから戻ってくる反射光を受光する第一の受光部12aと、光源16bから発せられた光を基板Wの表面に照射する第二の投光部11bと、基板Wから戻ってくる反射光を受光する第二の受光部12bと、基板Wからの反射光を波長に従って分解し、所定の波長範囲に亘って反射光の強度を測定する分光器14a,14bと、分光器14a,14bによって取得された測定データからスペクトルを生成し、このスペクトルに基づいて基板Wの膜厚を決定する処理部15とを備えている。スペクトルは、所定の波長範囲に亘って分布する光の強度を示し、光の強度と波長との関係を示す。   The polishing apparatus includes an optical film thickness measurement unit that measures the film thickness of the substrate according to the method described above. The optical film thickness measurement unit includes light sources 16a and 16b that emit light, a first light projecting unit 11a that irradiates the surface of the substrate W with light emitted from the light source 16a, and reflected light that returns from the substrate W. The first light receiving unit 12a that receives the light, the second light projecting unit 11b that irradiates the surface of the substrate W with the light emitted from the light source 16b, and the second light receiving unit that receives the reflected light returning from the substrate W. The spectrum from the measurement data acquired by the spectroscopes 14a and 14b, and the spectroscopes 14a and 14b that measure the intensity of the reflected light over a predetermined wavelength range by decomposing the reflected light from the unit 12b and the substrate W And a processing unit 15 that determines the film thickness of the substrate W based on this spectrum. The spectrum indicates the intensity of light distributed over a predetermined wavelength range, and indicates the relationship between the intensity of light and the wavelength.

第一の投光部11a、第一の受光部12a、第二の投光部11b、および第二の受光部12bは、光ファイバーから構成されている。第一の投光部11aおよび第一の受光部12aは、第一の光学ヘッド(光学式膜厚測定ヘッド)13Aを構成し、第二の投光部11bおよび第二の受光部12bは、第二の光学ヘッド(光学式膜厚測定ヘッド)13Bを構成している。第一の投光部11aは光源16aに接続されており、第二の投光部11bは光源16bに接続されている。第一の受光部12aは分光器14aに接続されており、第二の受光部12bは分光器14bに接続されている。   The 1st light projection part 11a, the 1st light-receiving part 12a, the 2nd light projection part 11b, and the 2nd light-receiving part 12b are comprised from the optical fiber. The first light projecting unit 11a and the first light receiving unit 12a constitute a first optical head (optical film thickness measuring head) 13A, and the second light projecting unit 11b and the second light receiving unit 12b are A second optical head (optical film thickness measuring head) 13B is configured. The first light projecting unit 11a is connected to the light source 16a, and the second light projecting unit 11b is connected to the light source 16b. The first light receiving unit 12a is connected to the spectroscope 14a, and the second light receiving unit 12b is connected to the spectroscope 14b.

光源16a,16bとしては、発光ダイオード(LED)、ハロゲンランプ、キセノンフラッシュランプなど、複数の波長を持つ光を発する光源を用いることができる。第一の投光部11a、第一の受光部12a、第二の投光部11b、第二の受光部12b、光源16a,16b、および分光器14a,14bは、研磨テーブル20の内部に配置されており、研磨テーブル20とともに回転する。第一の投光部11aおよび第一の受光部12aは、研磨テーブル20に形成された孔30A内に配置されており、それぞれの先端は基板Wの被研磨面の近傍に位置している。同様に、第二の投光部11bおよび第二の受光部12bは、研磨テーブル20に形成された孔30B内に配置されており、それぞれの先端は基板Wの被研磨面の近傍に位置している。   As the light sources 16a and 16b, light sources that emit light having a plurality of wavelengths, such as light emitting diodes (LEDs), halogen lamps, and xenon flash lamps, can be used. The first light projecting unit 11a, the first light receiving unit 12a, the second light projecting unit 11b, the second light receiving unit 12b, the light sources 16a and 16b, and the spectroscopes 14a and 14b are arranged inside the polishing table 20. And rotates together with the polishing table 20. The first light projecting unit 11 a and the first light receiving unit 12 a are disposed in a hole 30 </ b> A formed in the polishing table 20, and their respective tips are located in the vicinity of the surface to be polished of the substrate W. Similarly, the second light projecting unit 11b and the second light receiving unit 12b are disposed in a hole 30B formed in the polishing table 20, and the respective tips are located in the vicinity of the surface to be polished of the substrate W. ing.

第一の投光部11aおよび第一の受光部12aは、基板Wの表面に対して垂直に配置されており、第一の投光部11aは基板Wの表面に垂直に光を照射するようになっている。同様に、第二の投光部11bおよび第二の受光部12bは、基板Wの表面に対して垂直に配置されており、第二の投光部11bは基板Wの表面に垂直に光を照射するようになっている。   The first light projecting unit 11a and the first light receiving unit 12a are arranged perpendicular to the surface of the substrate W, and the first light projecting unit 11a irradiates the surface of the substrate W with light perpendicularly. It has become. Similarly, the second light projecting unit 11b and the second light receiving unit 12b are arranged perpendicular to the surface of the substrate W, and the second light projecting unit 11b emits light perpendicular to the surface of the substrate W. It comes to irradiate.

第一の投光部11aおよび第一の受光部12aは、トップリング24に保持された基板Wの中心に対向して配置される。したがって、図4(a)に示すように、研磨テーブル20が回転するたびに、第一の投光部11aおよび第一の受光部12aの先端は基板Wを横切って移動し、基板Wの中心を含む領域に光が照射される。これは、第一の投光部11aおよび第一の受光部12aが基板Wの中心を通ることで、基板Wの中心部の膜厚も含め、基板Wの全面の膜厚を測定するためである。処理部15は、測定された膜厚データを基に膜厚プロファイル(膜厚分布)を生成することができる。   The first light projecting unit 11 a and the first light receiving unit 12 a are disposed to face the center of the substrate W held on the top ring 24. Therefore, as shown in FIG. 4A, each time the polishing table 20 rotates, the tips of the first light projecting unit 11a and the first light receiving unit 12a move across the substrate W, and the center of the substrate W Light is irradiated to the region including This is because the first light projecting portion 11a and the first light receiving portion 12a pass through the center of the substrate W to measure the thickness of the entire surface of the substrate W including the thickness of the central portion of the substrate W. is there. The processing unit 15 can generate a film thickness profile (film thickness distribution) based on the measured film thickness data.

一方、第二の投光部11bおよび第二の受光部12bは、トップリング24に保持された基板Wの周縁部に対向して配置される。第二の投光部11bおよび第二の受光部12bの先端は、研磨テーブル20が回転するたびに、基板Wの周縁部に沿って移動する。したがって、研磨テーブル20が回転するたびに基板Wの周縁部に光が照射される。   On the other hand, the second light projecting unit 11 b and the second light receiving unit 12 b are arranged to face the peripheral edge of the substrate W held by the top ring 24. The tips of the second light projecting unit 11b and the second light receiving unit 12b move along the peripheral edge of the substrate W every time the polishing table 20 rotates. Therefore, light is applied to the peripheral edge of the substrate W every time the polishing table 20 rotates.

基板Wの研磨中は、第一の投光部11aおよび第二の投光部11bから光が基板Wに照射される。第一の投光部11aからの光は、基板Wの表面で反射し、第一の受光部12aによって受光される。第二の投光部11bからの光は、基板Wの表面で反射し、第二の受光部12bによって受光される。基板Wに光が照射される間は、孔30Aおよび通孔31Aには水が供給され、これにより、第一の投光部11aおよび第一の受光部12aの各先端と、基板Wの表面との間の空間は水で満たされる。同様に、基板Wに光が照射される間は、孔30Bおよび通孔31Bには水が供給され、これにより、第二の投光部11bおよび第二の受光部12bの各先端と、基板Wの表面との間の空間は水で満たされる。   During the polishing of the substrate W, the substrate W is irradiated with light from the first light projecting unit 11a and the second light projecting unit 11b. The light from the first light projecting unit 11a is reflected by the surface of the substrate W and is received by the first light receiving unit 12a. The light from the second light projecting unit 11b is reflected by the surface of the substrate W and is received by the second light receiving unit 12b. While light is irradiated onto the substrate W, water is supplied to the holes 30A and the through holes 31A, whereby the tips of the first light projecting unit 11a and the first light receiving unit 12a and the surface of the substrate W are supplied. The space between is filled with water. Similarly, while light is irradiated on the substrate W, water is supplied to the holes 30B and the through holes 31B, whereby the tips of the second light projecting unit 11b and the second light receiving unit 12b, and the substrate The space between the surface of W is filled with water.

分光器14aは、第一の受光部12aから送られてくる反射光を波長に従って分解し、波長ごとの反射光の強度を測定する。同様に、分光器14bは、第二の受光部12bから送られてくる反射光を波長に従って分解し、波長ごとの反射光の強度を測定する。処理部15は、分光器14aおよび分光器14bによって測定された反射光の強度から、反射光の強度と波長との関係を示すスペクトルを生成する。さらに、処理部15は、得られたスペクトルから、上述したような公知技術を用いて基板Wの現在の膜厚を決定する。   The spectroscope 14a decomposes the reflected light transmitted from the first light receiving unit 12a according to the wavelength, and measures the intensity of the reflected light for each wavelength. Similarly, the spectroscope 14b decomposes the reflected light transmitted from the second light receiving unit 12b according to the wavelength, and measures the intensity of the reflected light for each wavelength. The processing unit 15 generates a spectrum indicating the relationship between the intensity of the reflected light and the wavelength from the intensity of the reflected light measured by the spectrometer 14a and the spectrometer 14b. Further, the processing unit 15 determines the current film thickness of the substrate W from the obtained spectrum by using a known technique as described above.

図7は、第一の投光部11aおよび第一の受光部12aを有する第一の光学ヘッド13Aと、第二の投光部11bおよび第二の受光部12bを有する第二の光学ヘッド13Bの配置を示す平面図である。図7に示すように、第一の光学ヘッド13Aが描く軌跡上に基板Wの中心が位置しており、第二の光学ヘッド13Bが描く軌跡上に基板Wの周縁部が位置している。図7から分かるように、第二の光学ヘッド13Bは、基板Wの周縁部のみを横切って移動し、その進行方向は概ね基板Wの周方向である。   FIG. 7 shows a first optical head 13A having a first light projecting part 11a and a first light receiving part 12a, and a second optical head 13B having a second light projecting part 11b and a second light receiving part 12b. It is a top view which shows arrangement | positioning. As shown in FIG. 7, the center of the substrate W is located on the locus drawn by the first optical head 13A, and the peripheral edge of the substrate W is located on the locus drawn by the second optical head 13B. As can be seen from FIG. 7, the second optical head 13 </ b> B moves only across the peripheral edge of the substrate W, and its traveling direction is generally the circumferential direction of the substrate W.

第一の光学ヘッド13Aと第二の光学ヘッド13Bは、研磨テーブル20の半径方向に沿って配列されている。したがって、第一の光学ヘッド13Aと研磨テーブル20の中心Oとを結ぶ線と、第二の光学ヘッド13Bと研磨テーブル20の中心Oとを結ぶ線とがなす角度は0度である。第二の光学ヘッド13Bは、研磨テーブル20の半径方向に関して、第一の光学ヘッド13Aの外側に配置されている。すなわち、第二の光学ヘッド13Bと研磨テーブル20の中心Oとの距離は、第一の光学ヘッド13Aと研磨テーブル20の中心Oとの距離よりも長い。   The first optical head 13 </ b> A and the second optical head 13 </ b> B are arranged along the radial direction of the polishing table 20. Therefore, the angle formed by the line connecting the first optical head 13A and the center O of the polishing table 20 and the line connecting the second optical head 13B and the center O of the polishing table 20 is 0 degrees. The second optical head 13 </ b> B is disposed outside the first optical head 13 </ b> A with respect to the radial direction of the polishing table 20. That is, the distance between the second optical head 13 </ b> B and the center O of the polishing table 20 is longer than the distance between the first optical head 13 </ b> A and the center O of the polishing table 20.

図8は、第二の光学ヘッド13Bの先端が描く基板Wの表面上の軌跡を示す図である。より具体的には、図8は、研磨テーブル20が2回転したときに第二の光学ヘッド13Bが描く軌跡を示している。図8から分かるように、第二の光学ヘッド13Bは、研磨テーブル20の回転と共に、基板Wの周縁部に沿って移動する。結果として、基板Wの周縁部における測定点の数は、図2に示す従来のCMP装置における測定点の数よりも多くなる。したがって、より多くの測定データから基板Wの周縁部の膜厚を正確に決定することができる。   FIG. 8 is a diagram showing a trajectory on the surface of the substrate W drawn by the tip of the second optical head 13B. More specifically, FIG. 8 shows a locus drawn by the second optical head 13B when the polishing table 20 rotates twice. As can be seen from FIG. 8, the second optical head 13 </ b> B moves along the peripheral edge of the substrate W as the polishing table 20 rotates. As a result, the number of measurement points at the peripheral edge of the substrate W is larger than the number of measurement points in the conventional CMP apparatus shown in FIG. Therefore, the film thickness of the peripheral portion of the substrate W can be accurately determined from more measurement data.

ここで、本明細書において、基板の周縁部とは、図8に示すように、基板の最も外側の環状の部位であり、その幅は10mm〜20mmである。例えば、直径300mmの基板の場合、その周縁部の幅は約10mmである。基板の周縁部はデバイスが形成されている領域である。基板の周縁部は、研磨中に研磨荷重や研磨液の影響を最も受けやすい領域であり、基板の他の領域比べて研磨中に膜厚が大きく変化しやすい領域である。したがって、研磨中は精度の高い膜厚監視が要求される。   Here, in this specification, the peripheral part of a board | substrate is an outermost cyclic | annular site | part of a board | substrate, as shown in FIG. 8, The width | variety is 10 mm-20 mm. For example, in the case of a substrate having a diameter of 300 mm, the width of the peripheral edge is about 10 mm. The peripheral edge of the substrate is an area where devices are formed. The peripheral portion of the substrate is a region that is most susceptible to the influence of a polishing load and a polishing liquid during polishing, and is a region in which the film thickness is likely to change greatly during polishing compared to other regions of the substrate. Therefore, highly accurate film thickness monitoring is required during polishing.

基板Wは、研磨パッド22と基板Wとの摺接および研磨液の化学的作用により研磨されるため、第一の光学ヘッド13Aおよび第二の光学ヘッド13Bが配置されている研磨パッド22の部分は、基板Wの研磨には寄与しない。図8から分かるように、第二の光学ヘッド13Bは、基板Wの周縁部のみを通過し、他の部位は通過しない。したがって、第二の光学ヘッド13Bの基板研磨への影響を最小限にすることができる。   Since the substrate W is polished by the sliding contact between the polishing pad 22 and the substrate W and the chemical action of the polishing liquid, the portion of the polishing pad 22 where the first optical head 13A and the second optical head 13B are disposed. Does not contribute to the polishing of the substrate W. As can be seen from FIG. 8, the second optical head 13B passes only through the peripheral edge of the substrate W and does not pass through other parts. Therefore, the influence on the substrate polishing of the second optical head 13B can be minimized.

研磨テーブル20の直径が基板Wの直径よりも大きい場合では、研磨テーブル20の回転速度が低いほど、第二の光学ヘッド13Bが基板Wを通過する時間が長くなる。したがって、例えば、基板Wの研磨中に研磨テーブル20の回転速度を50min−1以下で回転させてもよく、または基板Wの研磨中に、所定の時間間隔で、研磨テーブル20の回転速度を予め設定された回転速度よりも低い回転速度に低下させてもよい。 In the case where the diameter of the polishing table 20 is larger than the diameter of the substrate W, the lower the rotational speed of the polishing table 20, the longer it takes for the second optical head 13B to pass through the substrate W. Therefore, for example, the rotation speed of the polishing table 20 may be rotated at 50 min −1 or less during polishing of the substrate W, or the rotation speed of the polishing table 20 is set in advance at predetermined time intervals during polishing of the substrate W. The rotational speed may be lowered to a lower rotational speed than the set rotational speed.

研磨中に基板の膜厚を測定するin-situ測定では、膜厚の測定が研磨液の影響を受けることがある。特に、光学式膜厚測定装置では、研磨液によって光が遮られてしまい、精度の高い膜厚測定が行われない場合がある。そこで、研磨液による膜厚測定の影響を排除するために、純水を定期的に研磨パッド22に供給しながら基板を研磨(ウォーターポリッシュ)し、純水の供給中に基板の膜厚を測定するようにしてもよい。   In the in-situ measurement in which the film thickness of the substrate is measured during polishing, the film thickness measurement may be affected by the polishing liquid. In particular, in an optical film thickness measuring device, light is blocked by the polishing liquid, and there is a case where film thickness measurement with high accuracy is not performed. Therefore, in order to eliminate the influence of the film thickness measurement by the polishing liquid, the substrate is polished (water polished) while supplying pure water to the polishing pad 22 periodically, and the film thickness of the substrate is measured while supplying pure water. You may make it do.

処理部15は、第一の光学ヘッド13Aを用いて取得された膜厚値と、第二の光学ヘッド13Bを用いて取得された膜厚値とを組み合わせて膜厚プロファイルを作成する。図9は、処理部15によって作成された膜厚プロファイルの例を示す図である。図9に示すように、膜厚プロファイルは、処理部15によって決定された多数の膜厚値から構成される。第一の光学ヘッド13Aを用いて取得された膜厚値(△で示す)は、基板Wの周縁部を除く部位に割り当てられ、第二の光学ヘッド13Bを用いて取得された膜厚値(○で示す)は、基板Wの周縁部に割り当てられる。このように、基板Wの周縁部に対応する膜厚プロファイルの部分には、第二の光学ヘッド13Bを通じて得られた膜厚値が使用されるので、処理部15は、基板Wの中心から周縁部まで精度の高い膜厚プロファイルを生成することができる。   The processing unit 15 creates a film thickness profile by combining the film thickness value acquired using the first optical head 13A and the film thickness value acquired using the second optical head 13B. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a film thickness profile created by the processing unit 15. As shown in FIG. 9, the film thickness profile is composed of a number of film thickness values determined by the processing unit 15. The film thickness value (denoted by Δ) obtained using the first optical head 13A is assigned to the portion excluding the peripheral edge of the substrate W, and the film thickness value (using the second optical head 13B) ( ) Is assigned to the peripheral edge of the substrate W. Thus, since the film thickness value obtained through the second optical head 13B is used for the part of the film thickness profile corresponding to the peripheral part of the substrate W, the processing unit 15 has a peripheral edge from the center of the substrate W. A film thickness profile with high accuracy can be generated up to the portion.

膜厚プロファイルは、研磨中の基板Wの各領域での膜厚を示す膜厚分布である。したがって、研磨中に基板Wの各領域に対する研磨荷重を調整することによって、所望の膜厚プロファイルまたは研磨プロファイル(膜の除去量の分布を示すプロファイル)を得ることができる。トップリング24は、基板Wの中心部および周縁部を含む複数の領域を独立に押圧することができる機構を有している。以下、このトップリング24の構成について、図10を参照して説明する。   The film thickness profile is a film thickness distribution indicating the film thickness in each region of the substrate W being polished. Therefore, by adjusting the polishing load for each region of the substrate W during polishing, a desired film thickness profile or polishing profile (profile indicating the distribution of film removal amount) can be obtained. The top ring 24 has a mechanism capable of independently pressing a plurality of regions including the central portion and the peripheral portion of the substrate W. Hereinafter, the configuration of the top ring 24 will be described with reference to FIG.

図10は、基板の複数の領域を独立に押圧する複数の押圧機構を備えたトップリング24の一例を示す断面図である。トップリング24は、トップリングシャフト28に自由継手50を介して連結されるトップリング本体51と、トップリング本体51の下部に配置されたリテーナリング52とを備えている。トップリング本体51の下方には、基板Wに当接する円形の可撓性メンブレン56と、メンブレン56を保持するチャッキングプレート57とが配置されている。メンブレン56とチャッキングプレート57との間には、4つの圧力室(エアバッグ)P1,P2,P3,P4が設けられている。圧力室P1,P2,P3,P4はメンブレン56とチャッキングプレート57とによって形成されている。中央の圧力室P1は円形であり、他の圧力室P2,P3,P4は環状である。これらの圧力室P1,P2,P3,P4は、同心上に配列されている。   FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an example of the top ring 24 provided with a plurality of pressing mechanisms that independently press a plurality of regions of the substrate. The top ring 24 includes a top ring body 51 that is connected to the top ring shaft 28 via a free joint 50, and a retainer ring 52 that is disposed below the top ring body 51. Below the top ring body 51, a circular flexible membrane 56 that contacts the substrate W and a chucking plate 57 that holds the membrane 56 are disposed. Four pressure chambers (airbags) P1, P2, P3, and P4 are provided between the membrane 56 and the chucking plate 57. The pressure chambers P1, P2, P3, and P4 are formed by a membrane 56 and a chucking plate 57. The central pressure chamber P1 is circular, and the other pressure chambers P2, P3, P4 are annular. These pressure chambers P1, P2, P3, and P4 are arranged concentrically.

圧力室P1,P2,P3,P4にはそれぞれ流体路61,62,63,64を介して圧力調整部70により加圧空気等の加圧流体が供給され、あるいは真空引きがされるようになっている。圧力室P1,P2,P3,P4の内部圧力は互いに独立して変化させることが可能であり、これにより、基板Wの4つの領域、すなわち、中心部、内側中間部、外側中間部、および周縁部に対する荷重を独立に調整することができる。また、トップリング24の全体を昇降させることにより、リテーナリング52を所定の荷重で研磨パッド22に押圧できるようになっている。   Pressurized fluid such as pressurized air is supplied to the pressure chambers P1, P2, P3, and P4 by the pressure adjusting unit 70 through the fluid paths 61, 62, 63, and 64, respectively, or evacuated. ing. The internal pressures of the pressure chambers P1, P2, P3, and P4 can be changed independently of each other, and thereby, four regions of the substrate W, that is, a central portion, an inner intermediate portion, an outer intermediate portion, and a peripheral edge The load on the part can be adjusted independently. Further, by raising and lowering the entire top ring 24, the retainer ring 52 can be pressed against the polishing pad 22 with a predetermined load.

チャッキングプレート57とトップリング本体51との間には圧力室P5が形成され、この圧力室P5には流体路65を介して上記圧力調整部70により加圧流体が供給され、あるいは真空引きがされるようになっている。これにより、チャッキングプレート57およびメンブレン56全体が上下方向に動くことができる。基板Wはリテーナリング52に囲まれており、研磨中に基板Wがトップリング24から飛び出さないようになっている。圧力室P3を構成する、メンブレン56の部位には開口が形成されており、圧力室P3に真空を形成することにより基板Wがトップリング24に吸着保持されるようになっている。また、この圧力室P3に窒素ガスやクリーンエアなどを供給することにより、基板Wがトップリング24からリリースされるようになっている。   A pressure chamber P5 is formed between the chucking plate 57 and the top ring body 51. Pressurized fluid is supplied to the pressure chamber P5 through the fluid path 65 by the pressure adjusting unit 70, or vacuuming is performed. It has come to be. As a result, the chucking plate 57 and the entire membrane 56 can move in the vertical direction. The substrate W is surrounded by the retainer ring 52 so that the substrate W does not jump out of the top ring 24 during polishing. An opening is formed in a portion of the membrane 56 constituting the pressure chamber P3, and the substrate W is attracted and held by the top ring 24 by forming a vacuum in the pressure chamber P3. Further, the substrate W is released from the top ring 24 by supplying nitrogen gas, clean air, or the like to the pressure chamber P3.

圧力調整部70は、制御部19に接続されている。基板Wの各領域に対する研磨荷重、すなわち、圧力室P1,P2,P3,P4の内部圧力は制御部19によって決定される。制御部19は、上述した処理部15に接続されており、処理部15によって生成された膜厚プロファイルは制御部19に送られる。制御部19は、研磨中に得られた膜厚プロファイルに基づいて、圧力調整部70を介してトップリング24の圧力室P1,P2,P3,P4の内部圧力を制御する。すなわち、制御部19は、研磨中に得られた膜厚プロファイルを目標膜厚プロファイルに一致させるための圧力室P1,P2,P3,P4の目標内部圧力を決定し、圧力調整部70に目標内部圧力の指令信号を送る。圧力調整部70は、制御部19からの指令信号に基づいて、圧力室P1,P2,P3,P4の内部圧力を調整する。このような操作により、トップリング24は、基板Wの各部位をそれぞれ最適な荷重で押し付けることができる。得られた膜厚プロファイルに基づいて、ある圧力室のみ、例えば基板Wの周縁部に対応する圧力室P4の内部圧力のみを制御することも可能である。なお、第二の光学ヘッド13Bは、圧力室P4に対応する位置に配置される。   The pressure adjustment unit 70 is connected to the control unit 19. The polishing load for each region of the substrate W, that is, the internal pressure of the pressure chambers P1, P2, P3, and P4 is determined by the control unit 19. The control unit 19 is connected to the processing unit 15 described above, and the film thickness profile generated by the processing unit 15 is sent to the control unit 19. The control unit 19 controls the internal pressure of the pressure chambers P1, P2, P3, and P4 of the top ring 24 via the pressure adjustment unit 70 based on the film thickness profile obtained during polishing. That is, the control unit 19 determines the target internal pressure of the pressure chambers P1, P2, P3, and P4 for making the film thickness profile obtained during polishing coincide with the target film thickness profile, and the pressure adjusting unit 70 sets the target internal pressure. Send pressure command signal. The pressure adjustment unit 70 adjusts the internal pressure of the pressure chambers P1, P2, P3, and P4 based on a command signal from the control unit 19. By such an operation, the top ring 24 can press each part of the substrate W with an optimum load. Based on the obtained film thickness profile, it is also possible to control only a certain pressure chamber, for example, only the internal pressure of the pressure chamber P4 corresponding to the peripheral portion of the substrate W. The second optical head 13B is disposed at a position corresponding to the pressure chamber P4.

図11は、研磨初期の膜厚プロファイル、目標膜厚プロファイル、研磨中に得られた膜厚プロファイルに基づいて研磨荷重をフィードバックコントロールしながら研磨した基板の膜厚プロファイル、フィードバックコントロールを行わないで研磨した基板の膜厚プロファイルを示すグラフである。図11に示すグラフは、基板の周縁部の膜厚が他の領域での膜厚に比べて大きい初期膜厚プロファイルを有する基板を研磨した結果を示している。図11から分かるように、膜厚プロファイルに基づいて研磨荷重をフィードバックコントロールしながら基板を研磨した結果、目標膜厚プロファイルに近い膜厚プロファイルが得られている。一方、フィードバックコントロールを行わなかった場合では、所望の膜厚プロファイルが得られていないことが分かる。   FIG. 11 shows the film thickness profile of the substrate polished while feedback controlling the polishing load based on the initial film thickness profile, the target film thickness profile, and the film thickness profile obtained during polishing, and polishing without feedback control. It is a graph which shows the film thickness profile of the board | substrate which carried out. The graph shown in FIG. 11 shows the result of polishing a substrate having an initial film thickness profile in which the film thickness at the peripheral edge of the substrate is larger than the film thickness in other regions. As can be seen from FIG. 11, as a result of polishing the substrate while feedback controlling the polishing load based on the film thickness profile, a film thickness profile close to the target film thickness profile is obtained. On the other hand, it can be seen that a desired film thickness profile is not obtained when feedback control is not performed.

一般に、同じ種類の基板は同一の研磨条件下で研磨される。しかしながら、ポリッシング装置に使用される研磨パッド22やトップリング24のリテーナリング52などの消耗品は、研磨時間と共に徐々に摩耗していくため、得られる膜厚プロファイルも徐々に変化してしまう。このような膜厚プロファイルの変化は、基板の周縁部で特に顕著に現われる。これは、基板の周縁部には研磨荷重が集中しやすく、また基板の周縁部はリテーナリング52および研磨パッド22の摩耗の影響を受けやすいためと考えられる。上述した本実施形態によれば、基板の周縁部の膜厚を精度よく測定することができるので、このような研磨パッド22および/またはリテーナリング52の摩耗に起因する研磨異常を検知することができる。すなわち、基板の周縁部での膜厚の経時的変化から、研磨パッド22および/またはリテーナリング52の摩耗を検知することができる。例えば、同一の研磨条件下で基板を研磨しているにもかかわらず、基板の周縁部において所望の膜厚が得られない場合には、研磨パッド22および/またはリテーナリング52が摩耗していると判断することができる。このように、基板の周縁部での膜厚の測定データは、基板の研磨荷重のリアルタイムフィードバックコントロールのみならず、研磨パッド22やリテーナリング52などの消耗品の摩耗検知にも利用することができる。   Generally, the same type of substrate is polished under the same polishing conditions. However, since consumables such as the polishing pad 22 and the retainer ring 52 of the top ring 24 used in the polishing apparatus are gradually worn with the polishing time, the obtained film thickness profile also gradually changes. Such a change in film thickness profile is particularly noticeable at the peripheral edge of the substrate. This is presumably because the polishing load tends to concentrate on the peripheral portion of the substrate, and the peripheral portion of the substrate is easily affected by wear of the retainer ring 52 and the polishing pad 22. According to the present embodiment described above, the film thickness at the peripheral edge of the substrate can be measured with high accuracy, so that it is possible to detect an abnormal polishing caused by wear of the polishing pad 22 and / or the retainer ring 52. it can. That is, the wear of the polishing pad 22 and / or the retainer ring 52 can be detected from the change over time in the film thickness at the peripheral edge of the substrate. For example, the polishing pad 22 and / or the retainer ring 52 are worn when a desired film thickness cannot be obtained at the peripheral edge of the substrate even though the substrate is polished under the same polishing conditions. It can be judged. As described above, the measurement data of the film thickness at the peripheral edge of the substrate can be used not only for real-time feedback control of the polishing load of the substrate but also for detecting wear of consumables such as the polishing pad 22 and the retainer ring 52. .

図12は、第一の光学ヘッド13Aおよび第二の光学ヘッド13Bの配置の他の例を示す平面図である。図12に示す第一の光学ヘッド13Aおよび第二の光学ヘッド13Bの配置は、基本的に図7に示す配置と同じであるが、第二の光学ヘッド13Bが第一の光学ヘッド13Aよりも研磨テーブル20の中心Oに近づけて配置されている点で異なっている。すなわち、図12に示す例では、第二の光学ヘッド13Bは、研磨テーブル20の半径方向に関して、第一の光学ヘッド13Aよりも内側に位置している。したがって、第二の光学ヘッド13Bと研磨テーブル20の中心Oとの距離は、第一の光学ヘッド13Aと研磨テーブル20の中心Oとの距離よりも短くなっている。   FIG. 12 is a plan view showing another example of the arrangement of the first optical head 13A and the second optical head 13B. The arrangement of the first optical head 13A and the second optical head 13B shown in FIG. 12 is basically the same as the arrangement shown in FIG. 7, but the second optical head 13B is more than the first optical head 13A. The difference is that the polishing table 20 is arranged close to the center O of the polishing table 20. That is, in the example shown in FIG. 12, the second optical head 13 </ b> B is located inside the first optical head 13 </ b> A with respect to the radial direction of the polishing table 20. Therefore, the distance between the second optical head 13B and the center O of the polishing table 20 is shorter than the distance between the first optical head 13A and the center O of the polishing table 20.

図13は、図12に示す第二の光学ヘッド13Bの先端が描く軌跡を示す図であり、研磨テーブル20が2回転したときの軌跡を示す。図13から分かるように、第二の光学ヘッド13Bは、研磨テーブル20の回転に伴って、基板Wの周縁部に沿って移動する。したがって、より多くの測定点で基板Wの周縁部の膜厚を測定することができる。さらに、図8に示す軌跡と図13に示す軌跡との対比から、図13に示す第二の光学ヘッド13Bの軌跡は、図8に示す第二の光学ヘッド13Bの軌跡よりも長いことが分かる。したがって、図12に示す配置では、より多くの測定点で基板Wの周縁部の膜厚を測定することができる。一方、第二の光学ヘッド13Bは基板Wの研磨には寄与しないので、研磨速度(膜の除去レート)を向上させる観点からは、第二の光学ヘッド13Bが描く軌跡は短いほうが好ましい。図7に示す配置は、図12に示す配置に比べて基板Wの周縁部での測定点数はやや少なくなるが、研磨性能を向上させる観点からは好ましい。   FIG. 13 is a diagram showing a trajectory drawn by the tip of the second optical head 13B shown in FIG. 12, and shows a trajectory when the polishing table 20 rotates twice. As can be seen from FIG. 13, the second optical head 13 </ b> B moves along the peripheral edge of the substrate W as the polishing table 20 rotates. Therefore, the film thickness of the peripheral portion of the substrate W can be measured at more measurement points. Further, from the comparison between the trajectory shown in FIG. 8 and the trajectory shown in FIG. 13, it can be seen that the trajectory of the second optical head 13B shown in FIG. 13 is longer than the trajectory of the second optical head 13B shown in FIG. . Therefore, in the arrangement shown in FIG. 12, the film thickness of the peripheral portion of the substrate W can be measured at more measurement points. On the other hand, since the second optical head 13B does not contribute to the polishing of the substrate W, it is preferable that the locus drawn by the second optical head 13B is short from the viewpoint of improving the polishing rate (film removal rate). The arrangement shown in FIG. 7 is preferable from the viewpoint of improving the polishing performance, although the number of measurement points at the peripheral edge of the substrate W is slightly smaller than the arrangement shown in FIG.

図14は、第一の光学ヘッド13Aおよび第二の光学ヘッド13Bの配置のさらに他の例を示す平面図である。図14に示すように、第一の光学ヘッド13Aおよび第二の光学ヘッド13Bは、研磨テーブル20の中心Oに関してそれぞれ反対側に配置されている。より具体的には、第一の光学ヘッド13Aと研磨テーブル20の中心Oとを結ぶ線と、第二の光学ヘッド13Bと研磨テーブル20の中心Oとを結ぶ線とがなす角度は、実質的に180度である。図14は、第一の光学ヘッド13Aが基板W(実線で示す)の中心に対向している状態と、第二の光学ヘッド13Bが基板W(点線で示す)の周縁部に対向している状態を示している。第二の光学ヘッド13Bは、研磨テーブル20の半径方向に関して、第一の光学ヘッド13Aよりも外側に配置されている。   FIG. 14 is a plan view showing still another example of the arrangement of the first optical head 13A and the second optical head 13B. As shown in FIG. 14, the first optical head 13 </ b> A and the second optical head 13 </ b> B are arranged on opposite sides with respect to the center O of the polishing table 20. More specifically, the angle formed by the line connecting the first optical head 13A and the center O of the polishing table 20 and the line connecting the second optical head 13B and the center O of the polishing table 20 is substantially equal to 180 degrees. In FIG. 14, the first optical head 13 </ b> A faces the center of the substrate W (shown by a solid line), and the second optical head 13 </ b> B faces the peripheral portion of the substrate W (shown by a dotted line). Indicates the state. The second optical head 13B is arranged outside the first optical head 13A in the radial direction of the polishing table 20.

図7および図12に示す上記例では、第一の光学ヘッド13Aおよび第二の光学ヘッド13Bは、ほぼ同時に基板Wに光を当て、かつ基板Wからの光を受光するが、図14に示す例では、第一の光学ヘッド13Aおよび第二の光学ヘッド13Bは、それぞれ異なるタイミングで基板Wに光を当て、基板Wからの光を受光する。   In the above example shown in FIGS. 7 and 12, the first optical head 13A and the second optical head 13B irradiate light to the substrate W and receive light from the substrate W almost simultaneously, as shown in FIG. In the example, the first optical head 13A and the second optical head 13B apply light to the substrate W at different timings, and receive light from the substrate W.

上述したように、図14に示す配置では、基板Wの中心部での膜厚と、基板Wの周縁部での膜厚は、異なる時間に測定される。したがって、1つの分光器で第一の光学ヘッド13Aからの反射光と第二の光学ヘッド13Bからの反射光を受けることができる。つまり、1つの分光器で、基板Wの中心部からの反射光と、基板Wの周縁部からの反射光を受けても、これら反射光は分光器内で重畳することがない。また、1つの光源を第一の光学ヘッド13Aまたは第二の光学ヘッド13Bに選択的に接続することも可能である。このような、共通の分光器および共通の光源を備えた例について図15について説明する。   As described above, in the arrangement shown in FIG. 14, the film thickness at the center of the substrate W and the film thickness at the peripheral edge of the substrate W are measured at different times. Therefore, it is possible to receive the reflected light from the first optical head 13A and the reflected light from the second optical head 13B with one spectroscope. That is, even if one spectroscope receives the reflected light from the central portion of the substrate W and the reflected light from the peripheral portion of the substrate W, the reflected light does not overlap in the spectroscope. It is also possible to selectively connect one light source to the first optical head 13A or the second optical head 13B. An example including such a common spectroscope and a common light source will be described with reference to FIG.

図15に示すように、第一の投光部11aおよび第二の投光部11bは、第一の光スイッチ40Aを介して光源16に接続されている。この第一の光スイッチ40Aは、光源16を第一の投光部11aおよび第二の投光部11bのうちのいずれか一方に選択的に接続するように構成されている。同様に、第一の受光部12aおよび第二の受光部12bは、第二の光スイッチ40Bを介して分光器14に接続されている。ここで、光スイッチとは、光の伝送経路を切り換える装置である。代表的な光スイッチは、光の進行方向を変えるための鏡を備えた構成を有しており、入射光を鏡で反射させて光の伝送経路を切り換えるように構成される。鏡を利用した光スイッチのほかに、熱や電気などの入力により屈折率が変化する材料を用いた導波路型光スイッチが用いられることもある。第一の光スイッチ40Aおよび第二の光スイッチ40Bとしては、このような公知の光スイッチを使用することができる。   As shown in FIG. 15, the first light projecting unit 11a and the second light projecting unit 11b are connected to the light source 16 through the first optical switch 40A. The first optical switch 40A is configured to selectively connect the light source 16 to one of the first light projecting unit 11a and the second light projecting unit 11b. Similarly, the first light receiving unit 12a and the second light receiving unit 12b are connected to the spectroscope 14 via the second optical switch 40B. Here, the optical switch is a device that switches an optical transmission path. A typical optical switch has a configuration including a mirror for changing the traveling direction of light, and is configured to reflect incident light by a mirror and switch a light transmission path. In addition to an optical switch using a mirror, a waveguide type optical switch using a material whose refractive index changes by an input such as heat or electricity may be used. Such a known optical switch can be used as the first optical switch 40A and the second optical switch 40B.

上述の構成において、第一の光学ヘッド13Aが基板Wを横切って移動するときは、光源16および分光器14は第一の投光部11aおよび第一の受光部12aに光スイッチ40A,40Bによってそれぞれ接続される。一方、第二の光学ヘッド13Bが基板Wを横切って移動するときは、光源16および分光器14は第二の投光部11bおよび第二の受光部12bに光スイッチ40A,40Bによってそれぞれ接続される。このように、第一の光スイッチ40Aおよび第二の光スイッチ40Bを用いることにより、光源16および分光器14を第一の光学ヘッド13Aまたは第二の光学ヘッド13Bに交互に接続することができる。   In the above configuration, when the first optical head 13A moves across the substrate W, the light source 16 and the spectroscope 14 are connected to the first light projecting unit 11a and the first light receiving unit 12a by the optical switches 40A and 40B. Each is connected. On the other hand, when the second optical head 13B moves across the substrate W, the light source 16 and the spectroscope 14 are connected to the second light projecting unit 11b and the second light receiving unit 12b by optical switches 40A and 40B, respectively. The Thus, by using the first optical switch 40A and the second optical switch 40B, the light source 16 and the spectroscope 14 can be alternately connected to the first optical head 13A or the second optical head 13B. .

また、図14に示す例では、第一の光学ヘッド13Aと第二の光学ヘッド13Bが、研磨テーブル20の周方向において実質的に等間隔で配置されているので、第一の光学ヘッド13Aおよび第二の光学ヘッド13Bは、略一定の時間間隔で交互に光を基板Wに照射し、基板Wからの反射光を受光する。したがって、処理部15は分光器14から送られてくる測定データ(反射光の強度の測定値を含むデータ)の処理のために十分な時間を確保することができる。   Further, in the example shown in FIG. 14, the first optical head 13A and the second optical head 13B are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction of the polishing table 20, so that the first optical head 13A and The second optical head 13B alternately irradiates the substrate W with light at substantially constant time intervals, and receives reflected light from the substrate W. Therefore, the processing unit 15 can secure a sufficient time for processing the measurement data (data including the measurement value of the intensity of the reflected light) sent from the spectroscope 14.

図14に示す例では、第二の光学ヘッド13Bは、研磨テーブル20の半径方向に関して、第一の光学ヘッド13Aよりも外側に配置されているが、図16に示すように、第二の光学ヘッド13Bを、研磨テーブル20の半径方向に関して、第一の光学ヘッド13Aよりも内側に配置してもよい。すなわち、第二の光学ヘッド13Bと研磨テーブル20の中心Oとの距離を、第一の光学ヘッド13Aと研磨テーブル20の中心Oとの距離よりも短くしてもよい。この場合でも、図14および図15に示す例と同様の効果が得られる。   In the example shown in FIG. 14, the second optical head 13B is arranged outside the first optical head 13A in the radial direction of the polishing table 20, but as shown in FIG. The head 13B may be disposed inside the first optical head 13A with respect to the radial direction of the polishing table 20. That is, the distance between the second optical head 13B and the center O of the polishing table 20 may be shorter than the distance between the first optical head 13A and the center O of the polishing table 20. Even in this case, the same effect as the example shown in FIGS. 14 and 15 can be obtained.

図17は、第一の光学ヘッド13Aおよび第二の光学ヘッド13Bの配置のさらに他の例を示す平面図である。先に説明した図14の例では、第一の光学ヘッド13Aおよび第二の光学ヘッド13Bは、一直線上に配列されていたが、図17に示す例では、第二の光学ヘッド13Bは、研磨テーブル20の周方向において第一の光学ヘッド13Aからずれた位置に配置される。図17は、第一の光学ヘッド13Aが基板W(実線で示す)の中心に対向している状態と、第二の光学ヘッド13Bが基板W(点線で示す)の周縁部に対向している状態を示している。この例では、第一の光学ヘッド13Aと研磨テーブル20の中心Oとを結ぶ線と、第二の光学ヘッド13Bと研磨テーブル20の中心Oとを結ぶ線とがなす角度は、約120度である。この例においても、基板Wの中心部の膜厚と、周縁部の膜厚とは異なる時間に測定されるので、図15に示すように、1つの光源16および1つの分光器14を第一の光学ヘッド13Aおよび第二の光学ヘッド13Bに選択的に使用することができる。   FIG. 17 is a plan view showing still another example of the arrangement of the first optical head 13A and the second optical head 13B. In the example of FIG. 14 described above, the first optical head 13A and the second optical head 13B are arranged in a straight line, but in the example shown in FIG. 17, the second optical head 13B is polished. The table 20 is disposed at a position shifted from the first optical head 13A in the circumferential direction. FIG. 17 shows a state in which the first optical head 13A faces the center of the substrate W (shown by a solid line), and the second optical head 13B faces the peripheral portion of the substrate W (shown by a dotted line). Indicates the state. In this example, the angle formed by the line connecting the first optical head 13A and the center O of the polishing table 20 and the line connecting the second optical head 13B and the center O of the polishing table 20 is about 120 degrees. is there. Also in this example, since the film thickness of the central portion of the substrate W and the film thickness of the peripheral portion are measured at different times, one light source 16 and one spectroscope 14 are connected to the first as shown in FIG. The optical head 13A and the second optical head 13B can be selectively used.

図17に示す例では、第二の光学ヘッド13Bは、研磨テーブル20の半径方向に関して、第一の光学ヘッド13Aよりも外側に配置されているが、図18に示すように、第二の光学ヘッド13Bを、第一の光学ヘッド13Aよりも内側に配置してもよい。   In the example shown in FIG. 17, the second optical head 13B is arranged outside the first optical head 13A with respect to the radial direction of the polishing table 20, but as shown in FIG. The head 13B may be disposed inside the first optical head 13A.

図19は、第一の光学ヘッド13Aおよび第二の光学ヘッド13Bに加えて、第三の光学ヘッド13Cが設けられた例を示す平面図である。なお、第三の光学ヘッド13Cの構成は、上述した第一の光学ヘッド13Aおよび第二の光学ヘッド13Bと同様であり、図示しない光源および分光器に接続されている。図19に示すように、第一の光学ヘッド13A、第二の光学ヘッド13B、および第三の光学ヘッド13Cは、研磨テーブル20の半径方向に沿って配列されており、第二の光学ヘッド13Bおよび第三の光学ヘッド13Cは、第一の光学ヘッド13Aよりも外側に位置している。   FIG. 19 is a plan view showing an example in which a third optical head 13C is provided in addition to the first optical head 13A and the second optical head 13B. The configuration of the third optical head 13C is the same as that of the first optical head 13A and the second optical head 13B described above, and is connected to a light source and a spectrometer (not shown). As shown in FIG. 19, the first optical head 13A, the second optical head 13B, and the third optical head 13C are arranged along the radial direction of the polishing table 20, and the second optical head 13B. The third optical head 13C is located outside the first optical head 13A.

第一の光学ヘッド13Aと第二の光学ヘッド13Bの配列は、図7に示す配列と同じである。第三の光学ヘッド13Cは、第一の光学ヘッド13Aと第二の光学ヘッド13Bとの中間に位置している。すなわち、第一の光学ヘッド13Aと第三の光学ヘッド13Cとの距離は、第三の光学ヘッド13Cと第二の光学ヘッド13Bとの距離と略同一である。第三の光学ヘッド13Cの位置は、基板の中心部と周縁部との間に位置する中間部に対応している。第二の光学ヘッド13Bは、上述した圧力室P4に対応する位置に配置され、第三の光学ヘッド13Cは、圧力室P2または圧力室P3に対応する位置に配置される。したがって、より精度の高い膜厚プロファイルを得ることができる。   The arrangement of the first optical head 13A and the second optical head 13B is the same as that shown in FIG. The third optical head 13C is located between the first optical head 13A and the second optical head 13B. That is, the distance between the first optical head 13A and the third optical head 13C is substantially the same as the distance between the third optical head 13C and the second optical head 13B. The position of the third optical head 13C corresponds to an intermediate part located between the central part and the peripheral part of the substrate. The second optical head 13B is disposed at a position corresponding to the pressure chamber P4 described above, and the third optical head 13C is disposed at a position corresponding to the pressure chamber P2 or the pressure chamber P3. Therefore, a more accurate film thickness profile can be obtained.

図20は、第一の光学ヘッド13A、第二の光学ヘッド13B、および第三の光学ヘッド13Cの配置の他の例を示す平面図である。図20に示す配列は、図19に示す配列と基本的に同じであるが、第二の光学ヘッド13Bおよび第三の光学ヘッド13Cは、研磨テーブル20の径方向に関して、第一の光学ヘッド13Aよりも内側に位置している。   FIG. 20 is a plan view showing another example of the arrangement of the first optical head 13A, the second optical head 13B, and the third optical head 13C. The arrangement shown in FIG. 20 is basically the same as the arrangement shown in FIG. 19, but the second optical head 13B and the third optical head 13C are the same as the first optical head 13A in the radial direction of the polishing table 20. Is located on the inside.

図21は、図19の配置の変形例を示す図であり、図22は、図20の配置の変形例を示す図である。図21および図22に示すように、第三の光学ヘッド13Cを、第一の光学ヘッド13Aよりも第二の光学ヘッド13Bに近づけて配置してもよい。このような配置によれば、基板の周縁部により近い中間部の膜厚を第三の光学ヘッド13Cを用いて測定することができる。   21 is a diagram showing a modification of the arrangement of FIG. 19, and FIG. 22 is a diagram showing a modification of the arrangement of FIG. As shown in FIGS. 21 and 22, the third optical head 13C may be disposed closer to the second optical head 13B than the first optical head 13A. According to such an arrangement, the film thickness of the intermediate part closer to the peripheral part of the substrate can be measured using the third optical head 13C.

図23は、第二の光学ヘッド13Bのさらに他の配置例を示す平面図である。この例では、第二の光学ヘッド13Bは、研磨テーブル20の外側に配置されている。第一の光学ヘッド13Aの位置は、上述の例と同様である。第二の光学ヘッド13Bの位置は固定であり、図示しない支持部材に固定されている。したがって、第二の光学ヘッド13Bは、研磨テーブル20とともには回転しない。この例では、矢印Sで示すように、トップリング24(図6参照)は、基板Wの周縁部が研磨テーブル20上の研磨パッド22からはみ出るように、基板Wの研磨中に研磨テーブル20の径方向に揺動するようになっている。したがって、第二の光学ヘッド13Bは、露出した基板Wの周縁部に光を当て、その反射光を受光することができる。   FIG. 23 is a plan view showing still another arrangement example of the second optical head 13B. In this example, the second optical head 13 </ b> B is disposed outside the polishing table 20. The position of the first optical head 13A is the same as in the above example. The position of the second optical head 13B is fixed, and is fixed to a support member (not shown). Therefore, the second optical head 13 </ b> B does not rotate with the polishing table 20. In this example, as indicated by an arrow S, the top ring 24 (see FIG. 6) is formed on the polishing table 20 during polishing of the substrate W such that the peripheral edge of the substrate W protrudes from the polishing pad 22 on the polishing table 20. It swings in the radial direction. Therefore, the second optical head 13B can apply light to the exposed peripheral edge of the substrate W and receive the reflected light.

図24は、第二の光学ヘッド13Bのさらに他の配置例を示す平面図である。この例では、図23に示すように、第二の光学ヘッド13Bは、研磨テーブル20の中心に配置されている。この例においては、基板Wの周縁部が研磨テーブル20の中心に位置するように、トップリング24が矢印Tで示すように研磨テーブル20の径方向に揺動するようになっている。したがって、この例においても、第二の光学ヘッド13Bは、基板Wの周縁部に光を当て、その反射光を受光することができる。   FIG. 24 is a plan view showing still another arrangement example of the second optical head 13B. In this example, as shown in FIG. 23, the second optical head 13 </ b> B is disposed at the center of the polishing table 20. In this example, the top ring 24 swings in the radial direction of the polishing table 20 as indicated by an arrow T so that the peripheral edge of the substrate W is positioned at the center of the polishing table 20. Therefore, also in this example, the second optical head 13B can apply light to the peripheral edge of the substrate W and receive the reflected light.

図25は、図6に示すポリッシング装置の変形例を示す断面図である。図25に示す例では、液体供給路、液体排出路、液体供給源は設けられていない。これに代えて、研磨パッド22には透明窓45A,45Bが設けられている。投光部11a,11bは、この透明窓45A,45Bを通じて研磨パッド22上の基板Wの表面に光を照射し、受光部12a,12bは、透明窓45A,45Bを通じて基板Wからの反射光を受光する。その他の構成は、図6に示すポリッシング装置と同様である。図25に示す透明窓は、図7乃至図24に示す例にも適用することができる。   25 is a cross-sectional view showing a modification of the polishing apparatus shown in FIG. In the example shown in FIG. 25, the liquid supply path, the liquid discharge path, and the liquid supply source are not provided. Instead, the polishing pad 22 is provided with transparent windows 45A and 45B. The light projecting units 11a and 11b irradiate the surface of the substrate W on the polishing pad 22 through the transparent windows 45A and 45B, and the light receiving units 12a and 12b receive the reflected light from the substrate W through the transparent windows 45A and 45B. Receive light. Other configurations are the same as those of the polishing apparatus shown in FIG. The transparent window shown in FIG. 25 can be applied to the examples shown in FIGS.

上述した各例では、2つの光学ヘッドまたは3つの光学ヘッドが設けられているが、本発明はこれらの例に限定されず、少なくとも1つの光学ヘッドが基板の周縁部に対向して配置されていれば、4つ以上の光学ヘッドを設けてもよい。さらに、本発明は、光学式膜厚測定装置に限らず、渦電流センサなどの他の膜厚測定装置にも適用することができる。例えば、上述した7乃至図24に示す例に従って、膜厚センサである第一の渦電流センサを基板の中心に対向するように配置し、第二の渦電流センサを基板の周縁部に対向するように配置してもよい。   In each example described above, two optical heads or three optical heads are provided. However, the present invention is not limited to these examples, and at least one optical head is disposed to face the peripheral edge of the substrate. If so, four or more optical heads may be provided. Furthermore, the present invention can be applied not only to an optical film thickness measuring device but also to other film thickness measuring devices such as an eddy current sensor. For example, according to the example shown in FIGS. 7 to 24 described above, the first eddy current sensor that is a film thickness sensor is disposed so as to face the center of the substrate, and the second eddy current sensor is opposed to the peripheral portion of the substrate. You may arrange as follows.

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。   The embodiment described above is described for the purpose of enabling the person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to implement the present invention. Various modifications of the above embodiment can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Accordingly, the present invention is not limited to the described embodiments, but is to be construed in the widest scope according to the technical idea defined by the claims.

11,11a,11b 投光部
12,12a,12b 受光部
13A,13B,13C 光学ヘッド
14,14a,14b 分光器
15 処理部
16,16a,16b 光源
20 研磨テーブル
22 研磨パッド
24 トップリング
25 研磨液供給機構
28 トップリングシャフト
30A,30B 孔
31A,31B 通孔
32 ロータリージョイント
33 液体供給路
34 液体排出路
35 液体供給源
40A,40B 光スイッチ
45A,45B 透明窓
11, 11a, 11b Emitting unit 12, 12a, 12b Light receiving unit 13A, 13B, 13C Optical head 14, 14a, 14b Spectrometer 15 Processing unit 16, 16a, 16b Light source 20 Polishing table 22 Polishing pad 24 Top ring 25 Polishing liquid Supply mechanism 28 Top ring shaft 30A, 30B Hole 31A, 31B Through hole 32 Rotary joint 33 Liquid supply path 34 Liquid discharge path 35 Liquid supply source 40A, 40B Optical switch 45A, 45B Transparent window

第一の投光部11aおよび第一の受光部12aは、トップリング24に保持された基板Wの中心に対向して配置される。したがって、図4()に示すように、研磨テーブル20が回転するたびに、第一の投光部11aおよび第一の受光部12aの先端は基板Wを横切って移動し、基板Wの中心を含む領域に光が照射される。これは、第一の投光部11aおよび第一の受光部12aが基板Wの中心を通ることで、基板Wの中心部の膜厚も含め、基板Wの全面の膜厚を測定するためである。処理部15は、測定された膜厚データを基に膜厚プロファイル(膜厚分布)を生成することができる。 The first light projecting unit 11 a and the first light receiving unit 12 a are disposed to face the center of the substrate W held on the top ring 24. Therefore, as shown in FIG. 4B , each time the polishing table 20 rotates, the tips of the first light projecting unit 11a and the first light receiving unit 12a move across the substrate W, and the center of the substrate W Light is irradiated to the region including This is because the first light projecting portion 11a and the first light receiving portion 12a pass through the center of the substrate W to measure the thickness of the entire surface of the substrate W including the thickness of the central portion of the substrate W. is there. The processing unit 15 can generate a film thickness profile (film thickness distribution) based on the measured film thickness data.

図24は、第二の光学ヘッド13Bのさらに他の配置例を示す平面図である。この例では、図2に示すように、第二の光学ヘッド13Bは、研磨テーブル20の中心に配置されている。この例においては、基板Wの周縁部が研磨テーブル20の中心に位置するように、トップリング24が矢印Tで示すように研磨テーブル20の径方向に揺動するようになっている。したがって、この例においても、第二の光学ヘッド13Bは、基板Wの周縁部に光を当て、その反射光を受光することができる。 FIG. 24 is a plan view showing still another arrangement example of the second optical head 13B. In this example, as shown in FIG. 2 4, the second optical head 13B is arranged in the center of the polishing table 20. In this example, the top ring 24 swings in the radial direction of the polishing table 20 as indicated by an arrow T so that the peripheral edge of the substrate W is positioned at the center of the polishing table 20. Therefore, also in this example, the second optical head 13B can apply light to the peripheral edge of the substrate W and receive the reflected light.

Claims (6)

トップリングに保持された基板が押圧される研磨パッドであって、
前記研磨パッドは、光を通すための第1の通孔および第2の通孔を有しており、
前記第2の通孔は、前記研磨パッドの半径方向に関して、前記第1の通孔よりも内側に配置されており、
前記第1の通孔が前記トップリングに保持された基板の下にあるときに、前記第2の通孔は前記トップリングに保持された基板の下に存在しない位置に配置され、
前記第1の通孔は前記基板の中心部に対向する位置に形成されており、前記第2の通孔は前記基板の周縁部に対向する位置に形成されていることを特徴とする研磨パッド。
A polishing pad against which a substrate held by a top ring is pressed,
The polishing pad has a first through hole and a second through hole for allowing light to pass through,
The second through hole is disposed inside the first through hole in the radial direction of the polishing pad,
When the first through hole is under the substrate held by the top ring, the second through hole is disposed at a position not existing under the substrate held by the top ring,
The polishing pad, wherein the first through hole is formed at a position facing the central portion of the substrate, and the second through hole is formed at a position facing the peripheral edge of the substrate. .
前記第1の通孔と前記第2の通孔は前記研磨パッドの中心に関して互いに反対側に位置していることを特徴とする請求項1に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 1, wherein the first through hole and the second through hole are located on opposite sides with respect to a center of the polishing pad. 前記第1の通孔と前記研磨パッドの中心とを結ぶ線と、前記第2の通孔と前記研磨パッドの中心とを結ぶ線とがなす角度は、実質的に180度であることを特徴とする請求項1に記載の研磨パッド。   An angle formed by a line connecting the first through hole and the center of the polishing pad and a line connecting the second through hole and the center of the polishing pad is substantially 180 degrees. The polishing pad according to claim 1. 前記第1の通孔と前記研磨パッドの中心とを結ぶ線と、前記第2の通孔と前記研磨パッドの中心とを結ぶ線とがなす角度は、実質的に120度であることを特徴とする請求項1に記載の研磨パッド。   An angle formed by a line connecting the first through hole and the center of the polishing pad and a line connecting the second through hole and the center of the polishing pad is substantially 120 degrees. The polishing pad according to claim 1. 前記基板の周縁部は、該基板の最も外側にある環状の部位であり、その幅は10mm〜20mmであること特徴とする請求項1に記載の研磨パッド。   2. The polishing pad according to claim 1, wherein the peripheral portion of the substrate is an outermost annular portion of the substrate and has a width of 10 mm to 20 mm. 前記第1の通孔および前記第2の通孔には透明窓がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項1に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 1, wherein a transparent window is provided in each of the first through hole and the second through hole.
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