JP2021142628A - Thickness measurement device for polishing pad - Google Patents
Thickness measurement device for polishing pad Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021142628A JP2021142628A JP2020044144A JP2020044144A JP2021142628A JP 2021142628 A JP2021142628 A JP 2021142628A JP 2020044144 A JP2020044144 A JP 2020044144A JP 2020044144 A JP2020044144 A JP 2020044144A JP 2021142628 A JP2021142628 A JP 2021142628A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing pad
- polishing
- thickness
- sensor
- holding plate
- 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
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 333
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 claims 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 9
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
Description
本発明は研磨パッドの厚み測定装置に関するものであり、特に、研磨パッドの寿命を判定するなどに使用するための研磨パッドの厚み測定装置に関するものである。 The present invention relates to a polishing pad thickness measuring device, and more particularly to a polishing pad thickness measuring device for use in determining the life of the polishing pad.
従来から、研磨パッドと被研磨物との間に荷重を加えつつ、研磨パッドと被研磨物を研磨する研磨装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a polishing device that polishes a polishing pad and an object to be polished while applying a load between the polishing pad and the object to be polished has been known (see, for example, Patent Document 1).
このような研磨装置として、例えば、半導体デバイスウエハ等の表面を平坦化するのに使用される、化学的機械的研磨(Chemical Mecanical Polish:以下「CMP」という)を行う研磨装置を、挙げることができる。CMPは、物理的研磨に、化学的な作用(研磨剤、溶液による溶かし出し)を併用して、ウエハの表面凹凸を除去していく工程で、スラリーと呼ばれる研磨剤を用い、適当な研磨パッドで、ウエハの表面を加圧し、相対運動させることにより研磨を進行させ、ウエハ面内での一様な研磨を行うようにする。 Examples of such a polishing device include a polishing device that performs chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as “CMP”) used for flattening the surface of a semiconductor device wafer or the like. can. CMP uses a polishing agent called a slurry in the process of removing surface irregularities of a wafer by using a chemical action (polishing agent, dissolution with a solution) in combination with physical polishing, and is an appropriate polishing pad. Then, the surface of the wafer is pressurized and moved relative to each other to promote polishing so that uniform polishing can be performed on the surface of the wafer.
このような研磨装置では、研磨パッドの研磨面は、研磨時間に応じて目詰まりが進行して劣化する。そのため、定期的にドレッシングを行って良好な加工が継続されるようにメンテナンスされる。 In such a polishing device, the polished surface of the polishing pad is clogged and deteriorated according to the polishing time. Therefore, dressing is performed regularly and maintenance is performed so that good processing can be continued.
このドレッシングでは、研磨パッドの研磨面とドレッシングのドレッシング面とを当接させて、研磨パッドとドレッシングとを相対移動させることにより行われる。ドレッシングとしては、例えば、円環状又は円状のドレッシング面の全体に渡ってダイヤモンド粒子等の砥粒が分布された工具が用いられる。前記相対移動は、例えば、研磨パッド及びドレッシングを両方とも回転させることにより行われる。 This dressing is performed by bringing the polishing surface of the polishing pad into contact with the dressing surface of the dressing and moving the polishing pad and the dressing relative to each other. As the dressing, for example, a tool in which abrasive particles such as diamond particles are distributed over the entire annular or circular dressing surface is used. The relative movement is performed, for example, by rotating both the polishing pad and the dressing.
研磨パッドの厚さは、ウエハ等の被研磨物の研磨に伴う消耗や、ドレッシングに伴う消耗により、薄くなる。そして、やがて所望の研磨特性を得ることができなくなり、寿命が尽きる。このため、研磨パッドを新しい研磨パッドに交換する必要がある。そこで、従来は、研磨パッドによる研磨の累積時間、ドレッシングの累積時間、研磨した被研磨物の数、ドレッシングの回数等によって、研磨パッドの寿命を判定し、その寿命が尽きた(使用限界)と判定したときに、研磨パッドを新しいものに交換していた。 The thickness of the polishing pad becomes thin due to wear due to polishing of an object to be polished such as a wafer and wear due to dressing. Eventually, the desired polishing characteristics cannot be obtained, and the life of the product expires. Therefore, it is necessary to replace the polishing pad with a new polishing pad. Therefore, conventionally, the life of the polishing pad is determined based on the cumulative time of polishing by the polishing pad, the cumulative time of dressing, the number of objects to be polished, the number of times of dressing, etc., and it is determined that the life of the polishing pad has expired (use limit). Occasionally, I was replacing the polishing pad with a new one.
しかしながら、研磨パッドの寿命は、研磨パッド個々の特性(初期厚み、弾性係数、硬度など)の違いにより、各研磨パッドの摩耗進行状況が異なる。研磨パッド個々の特性を無視し、研磨パッドによる研磨の累積時間や、ドレッシングの累積時間や、研磨した被研磨物の数や、ドレッシングの回数等によって、研磨パッドの寿命を判定する方法では、運用上、過摩耗状態の研磨パッドで研磨するという自体が発生する虞がある。そのため、ウエハの損傷を防止するために、より直接的な方法で正確な研磨パッドの摩耗を確認する方法が求められている。 However, the life of the polishing pad differs depending on the characteristics of each polishing pad (initial thickness, elastic modulus, hardness, etc.). In a method of ignoring the characteristics of each polishing pad and determining the life of the polishing pad based on the cumulative time of polishing by the polishing pad, the cumulative time of dressing, the number of objects to be polished, the number of times of dressing, etc. There is a possibility that polishing itself may occur with a polishing pad in an overwear state. Therefore, in order to prevent damage to the wafer, there is a need for a more direct method for confirming accurate wear of the polishing pad.
そこで、研磨パッドの摩耗を厚みで計り、研磨パッドの摩耗を直接的な方法で確認できるようにする研磨パッドの厚み測定装置を提供するために、解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。 Therefore, in order to provide a polishing pad thickness measuring device that measures the wear of the polishing pad by the thickness and enables the wear of the polishing pad to be confirmed by a direct method, a technical problem to be solved arises. , The present invention aims to solve this problem.
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項1に記載の発明は、被研磨物の研磨に用いる研磨パッドの厚みを測定する研磨パッドの厚み測定装置であって、前記研磨パッドが取り付けられて一体に回転するとともに、上下方向に水平移動可能な研磨パッド保持プレートと、前記研磨パッド保持プレートに前記研磨パッドを介して略直角に押し付けられ、前記研磨パッド保持プレートまでの距離に応じた電気信号を出力する研磨パッド厚み測定用センサと、前記研磨パッド厚み測定用センサからの前記電気信号に基づいて、前記研磨パッドの厚みを測定する測定手段を有する制御部と、を備える研磨パッドの厚み測定装置を提供する。 The present invention has been proposed to achieve the above object, and the invention according to claim 1 is a polishing pad thickness measuring device for measuring the thickness of a polishing pad used for polishing an object to be polished. The polishing pad is attached and rotates integrally, and the polishing pad holding plate that can move horizontally in the vertical direction and the polishing pad holding plate are pressed at a substantially right angle via the polishing pad to reach the polishing pad holding plate. A polishing pad thickness measuring sensor that outputs an electric signal according to the distance of the polishing pad, and a control unit having a measuring means for measuring the thickness of the polishing pad based on the electric signal from the polishing pad thickness measuring sensor. Provided is a polishing pad thickness measuring device comprising the above.
この構成によれば、研磨パッド保持プレートに取り付けられた研磨パッドを挟むようにして、研磨パッド厚み測定用センサを研磨パッド保持プレートに略垂直に押し付け、研磨パッド厚み測定用センサから研磨パッド保持プレートまでの距離を、研磨パッドの厚みとして測定する。このように、研磨パッド厚み測定用センサと研磨パッド保持プレートまでの距離を研磨パッドの厚みとして測定した場合、測定時点での研磨パッドの厚みを直接的に、又、正確に知ることができる。 According to this configuration, the polishing pad thickness measuring sensor is pressed substantially vertically against the polishing pad holding plate so as to sandwich the polishing pad attached to the polishing pad holding plate, and the polishing pad thickness measuring sensor to the polishing pad holding plate are reached. The distance is measured as the thickness of the polishing pad. In this way, when the distance between the polishing pad thickness measuring sensor and the polishing pad holding plate is measured as the thickness of the polishing pad, the thickness of the polishing pad at the time of measurement can be known directly and accurately.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成において、前記研磨パッドは、非導体材料で形成され、前記研磨パッド保持プレートは、導体材料で形成され、前記研磨パッド厚み測定用センサは、渦電流式変位センサである、研磨パッドの厚み測定装置を提供する。
In the invention according to
この構成によれば、渦電流式変位センサを使用して、研磨パッドが取り付けられている研磨パッド保持プレートまでの距離を、研磨パッドの上から測定する。渦電流式変位センサは導体である研磨パッド保持プレートに発生する誘導電流に影響された磁界の変化を基に距離を測定しているが、導体でない研磨パッドはセンサ磁界に変化を及ぼさない。したがって、渦電流式変位センサが、研磨パッドの上から研磨パッド保持プレートまでの距離を測定した場合、研磨パッド保持プレートまでの距離を研磨パッドの厚みとして正確に得ることができる。 According to this configuration, an eddy current displacement sensor is used to measure the distance to the polishing pad holding plate to which the polishing pad is attached from above the polishing pad. The eddy current type displacement sensor measures the distance based on the change in the magnetic field affected by the induced current generated in the polishing pad holding plate which is a conductor, but the polishing pad which is not a conductor does not change the sensor magnetic field. Therefore, when the eddy current type displacement sensor measures the distance from the top of the polishing pad to the polishing pad holding plate, the distance to the polishing pad holding plate can be accurately obtained as the thickness of the polishing pad.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の構成において、前記制御部は、測定された前記研磨パッドの厚みから、前記研磨パッドの寿命判定を行う判定手段を備える、研磨パッドの厚み測定装置を提供する。 According to a third aspect of the present invention, in the configuration according to the first or second aspect, the control unit includes a polishing pad for determining the life of the polishing pad from the measured thickness of the polishing pad. To provide a thickness measuring device for the above.
この構成によれば、研磨パッドの厚みから、研磨パッドの寿命を判定した場合、測定時点での寿命を直接的に、又、正確に知ることができる。 According to this configuration, when the life of the polishing pad is determined from the thickness of the polishing pad, the life at the time of measurement can be known directly and accurately.
発明によれば、研磨パッド保持プレートに取り付けられた研磨パッドを挟むようにして、研磨パッド保持プレートを研磨パッド厚み測定用センサに押し付け、研磨パッドの厚みを測定するようにしているので、研磨パッド厚み測定用センサから研磨パッド保持プレートまでの距離が、研磨パッドの厚みとして得ることができる。したがって、測定時点での研磨パッドの厚みを直接的に、又、正確に知ることができる。また、研磨パッドが使用限界にあるか否か等を直接的に判断して、必要な処理を迅速に行うことが可能になる。これにより、ウエハの損傷等を未然に防止できる。 According to the invention, the polishing pad holding plate is pressed against the polishing pad thickness measuring sensor so as to sandwich the polishing pad attached to the polishing pad holding plate, and the thickness of the polishing pad is measured. The distance from the sensor to the polishing pad holding plate can be obtained as the thickness of the polishing pad. Therefore, the thickness of the polishing pad at the time of measurement can be known directly and accurately. In addition, it is possible to directly determine whether or not the polishing pad is at the limit of use, and to quickly perform the necessary processing. As a result, damage to the wafer can be prevented.
本発明は、研磨パッドの摩耗を厚みで計り、研磨パッドの摩耗を直接的な方法で確認できるようにする研磨パッドの厚み測定装置を提供するという目的を達成するために、被研磨物の研磨に用いる研磨パッドの厚みを測定する研磨パッドの厚み測定装置であって、前記研磨パッドが取り付けられて一体に回転するとともに、上下方向に水平移動可能な研磨パッド保持プレートと、前記研磨パッド保持プレートに前記研磨パッドを介して略直角に押し付けられ、前記研磨パッド保持プレートまでの距離に応じた電気信号を出力する研磨パッド厚み測定用センサと、前記研磨パッド厚み測定用センサからの前記電気信号に基づいて、前記研磨パッドの厚みを測定する測定手段を有する制御部と、を備えることにより実現した。 The present invention achieves the object of providing a polishing pad thickness measuring device that measures the wear of a polishing pad by the thickness and enables the wear of the polishing pad to be confirmed by a direct method. A polishing pad thickness measuring device for measuring the thickness of the polishing pad used in the above, wherein the polishing pad is attached and rotates integrally, and the polishing pad holding plate that can move horizontally in the vertical direction and the polishing pad holding plate. To the polishing pad thickness measuring sensor that is pressed substantially at right angles through the polishing pad and outputs an electric signal according to the distance to the polishing pad holding plate, and the electric signal from the polishing pad thickness measuring sensor. Based on this, it was realized by providing a control unit having a measuring means for measuring the thickness of the polishing pad.
以下、本発明の実施形態に係る一実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例において、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。 Hereinafter, an embodiment according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following examples, when referring to the shape and positional relationship of components, etc., they are substantially approximated to the shape, etc., except when explicitly stated or when it is considered that it is not apparent in principle. Or similar ones are included.
また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。 In addition, the drawings may be exaggerated by enlarging the characteristic parts in order to make the features easy to understand, and the dimensional ratios and the like of the components are not always the same as the actual ones.
また、上下や左右等の方向を示す表現は、絶対的なものではなく、本発明の研磨パッドの厚み測定装置の各部が描かれている姿勢である場合に適切であるが、その姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。 Further, the expressions indicating the directions such as up and down and left and right are not absolute, and are appropriate when each part of the thickness measuring device of the polishing pad of the present invention is drawn, but the posture changes. If so, it should be changed and interpreted according to the change in posture.
図1は本発明に係る研磨パッドの厚み測定装置10を搭載した研磨装置11の構成を概略的に示す側面図であり、図2はその研磨パッドの厚み測定装置10を概略的に示す側面図である。
FIG. 1 is a side view schematically showing the configuration of a
図1において、研磨装置11は、半導体製造における半導体基板表面の平面加工を行う場合のCMP装置である。研磨装置11は、被研磨物の一例であるウエハWを保持し得る回転チャックテーブル12と、研磨パッド32を支持して回転チャックテーブル12の上方に配置された研磨ヘッド13と、回転チャックテーブル12に並置して配設されている研磨パッド厚み測定用センサ14と、研磨装置11の全体の動作を予め決められた手順で制御する制御部15等で構成されている。
In FIG. 1, the
回転チャックテーブル12は、上面にウエハWを負圧で吸引保持するチャック面12aを有している。また、回転チャックテーブル12は、テーブル軸12bを介してその下方に配置されているテーブルモータ16に連結されており、テーブルモータ16の駆動力でテーブル軸12bを中心に回転可能になっている。回転チャックテーブル12の上方には、図示しない研磨液供給ノズルが設置されており、この研磨液供給ノズルによってウエハWの研磨加工面上に研磨液(例えばスラリー)が供給されるようになっている。
The rotary chuck table 12 has a
研磨ヘッド13は、研磨ヘッド軸17の下端に着脱可能に取り付けられている。研磨ヘッド軸17は、アクチュエータ18によりヘッドアーム19に対して略水平な状態で、研磨ヘッド13と一体に上下動するようになっている。この研磨ヘッド軸17の上下動により、ヘッドアーム19に対して研磨ヘッド13の全体を略水平な状態で昇降させて、所定の位置に位置決めできるようになっている。研磨ヘッド13は、研磨ヘッド軸17及びアクチュエータ18を介してヘッドアーム19に支持されている。研磨ヘッド軸17は、ヘッドアーム19を貫通して延びている。
The polishing
アクチュエータ18は、研磨ヘッド13及び研磨ヘッド軸17をヘッドアーム19に対して相対的に移動させることが可能である。アクチュエータ18によって移動される研磨ヘッド13の方向は、チャック面12aに垂直(上下方向)である。
The
研磨ヘッド軸17及び研磨ヘッド13を上下方向に移動させるアクチュエータ18は、支持台20に固定されている。支持台20は、ヘッドアーム19の上面に固定されている。アクチュエータ18は、研磨ヘッド軸17を回転可能に支持する軸受21と、この軸受21を保持するブリッジ22と、このブリッジ22に連結されたボールねじ機構23と、支持台20上に固定されたサーボモータ24とを備えている。
The
ボールねじ機構23は、サーボモータ24に連結されたねじ軸23aと、ねじ軸23aが螺合するナット23bとを備えている。ナット23bは、ブリッジ22に保持されている。
The
研磨ヘッド軸17は、軸受21及びブリッジ22と一体となって上下動可能である。すなわち、サーボモータ24を駆動すると、ボールねじ機構23を介してブリッジ22が上下動し、これにより研磨ヘッド軸17及び研磨ヘッド13が略水平な状態で上下動するようになっている。研磨ヘッド13は、研磨ヘッド軸17、アクチュエータ18、及び支持台20を介してヘッドアーム19に連結されている。
The polishing
研磨ヘッド軸17は、その軸方向に移動可能にボールスプライン軸受25に支持されている。ボールスプライン軸受25の外周部にはプーリ26が固定されている。
The polishing
ヘッドアーム19には、研磨ヘッド回転モータ27が固定されており、プーリ26は、研磨ヘッド回転モータ27に取り付けられたプーリ28にベルト29を介して接続されている。したがって、研磨ヘッド回転モータ27を回転駆動すると、プーリ28、ベルト29、及びプーリ26を介してボールスプライン軸受25及び研磨ヘッド軸17が一体に回転し、研磨ヘッド13が研磨ヘッド軸17を中心に回転する。なお、プーリ26,28、ベルト29、及びボールスプライン軸受25は、ヘッドアーム19内に配置されている。
A polishing
ヘッドアーム19は、フレーム(図示せず)に支持された旋回軸30によって支持されている。
The
研磨ヘッド13は、その下面に円板状をした研磨パッド保持プレート31を介して、研磨パッド保持プレート31の外径と略同じ大きさをした円板状の研磨パッド32を着脱可能に保持できるようになっている。なお、研磨パッド保持プレート31は導体材料(例えば、ステンレス等)で形成され、研磨パッド32は非導体材料(例えば、ポリエステル繊維等)で形成されている。
The polishing
ヘッドアーム19は、旋回軸30を中心として旋回可能に構成されている。下面に研磨パッド32を保持した研磨ヘッド13は、ヘッドアーム19の旋回により、回転チャックテーブル12のチャック面12aの上方位置と研磨パッド厚み測定用センサ14の上方位置に切り換え移動可能になっている。
The
研磨パッド厚み測定用センサ14は、センサ保持台33から上方に向かって突出された状態にして、センサ保持台33上に固定して取り付けられている。センサ保持台33は、ロッド34aを介してセンサ昇降シリンダ34に連結されており、センサ昇降シリンダ34の駆動で上下方向に往復移動可能になっている。なお、本実施例では、研磨パッド厚み測定用センサ14として渦電流式変位センサを用いている。研磨パッド厚み測定用センサ14に渦電流式センサを用いた場合では、研磨パッド厚み測定用センサ14が、研磨パッド32を挟んで研磨パッド保持プレート31に当接されると、研磨パッド保持プレート31との間に発生する渦電流の大きさから、制御部15内の測定手段36が研磨パッド保持プレート31までの距離を測定し、この距離を研磨パッド32の厚みとして認識するようになっている。
The polishing pad
制御部15は、研磨パッド厚み測定用センサ14からの電気信号を演算して研磨パッド32の厚みを測定する測定手段36と、測定手段36で測定された研磨パッド32の厚みが適正な厚みを有しているか否か、すなわち使用を続けても研磨加工に支障がないか否かの判定を行う判定手段37と、を有する以外に、研磨装置11及び厚み測定装置10の全体の動作制御を実行するものである。制御部15は、例えばマイクロコンピュータで構成されており、マイクロコンピュータに組み込まれているプログラムに従って、必要な演算処理を行いつつ、所定の手順で、研磨装置11及び厚み測定装置10を制御する。したがって、制御部15には、研磨パッド厚み測定用センサ14、テーブルモータ16、アクチュエータ18、サーボモータ24、研磨ヘッド回転モータ27、センサ昇降シリンダ34、上方位置検出センサ35a、下方位置検出センサ35b等が接続されている。
The
ウエハWの研磨は次のようにして行われる。研磨ヘッド13を所定の基準高さまで上昇させて、回転チャックテーブル12から離した状態において、回転チャックテーブル12のチャック面12a上に載置されたウエハWを、真空吸着してチャック面12a上にチャックする。次に、回転チャックテーブル12及び研磨ヘッド13をそれぞれ相対回転させ、図示しない研磨液供給ノズルからウエハW面上に研磨液(スラリー)を供給する。この状態で、研磨ヘッド13を所定の基準高さにまで下降させ、研磨パッド32をウエハWの被加工面上に押圧する。これにより、ウエハWは、研磨液の存在下で研磨パッド32の研磨面がウエハWの表面に摺接され、ウエハWの表面が研磨される。
Polishing of the wafer W is performed as follows. In a state where the polishing
このような研磨装置11では、研磨パッド32の研磨面は、研磨時間に応じて目詰まりが進行して劣化する。そのため、定期的にドレッシングを行って良好な加工が継続されるようにメンテナンスされる。また、研磨パッド32の厚さは、ウエハWの研磨に伴う消耗や、ドレッシングに伴う消耗により、薄くなる。そして、やがて所望の研磨特性を得ることができなくなり、寿命が尽きる。このため、研磨パッドを新しい研磨パッドに交換する必要がある。そこで、厚み測定装置10では、研磨パッド32の厚みを検出し、その厚みから研磨パッド32の寿命を判定し、その寿命が尽きた(使用限界)と判定したときに、研磨パッド32を新しいものに交換することを促す。なお、研磨パッド32の厚みは、一般に6mm程度で、2mm程度まで摩耗すると交換が必要になる。
In such a
厚み測定装置10では、研磨パッド32の厚みの測定は次のようにして行われる。図3は厚み測定装置10の動作説明図であり、厚み測定装置10は、図3の(a)、(b)、(c)、(d)の順で動作される。また、図4は、厚み測定装置10のタイミングチャートである。そこで、研磨パッド32の厚みの測定を図3の動作図(a)〜(d)に従い、また図4のタイミングチャート(ステップSa〜ステップSd)と共に説明する。
In the
研磨パッド32の厚み測定を行う場合、まず、制御部15の指示によりヘッドアーム19を旋回させ、研磨ヘッド13を、回転チャックテーブル12のチャック面12aの上方の位置から研磨パッド厚み測定用センサ14の上方の位置に移動させる。図3の(a)は、研磨ヘッド13が研磨パッド厚み測定用センサ14の上方の位置に移動した状態を示している。この状態は、図4のステップSaの状態に対応し、研磨パッド厚み測定用センサ14と研磨パッド32との間は離れている。そして、上方位置検出センサ35aの信号はOFF、下方位置検出センサ35bの信号はONを出力している。
When measuring the thickness of the
次いで、制御部15の指示により、図4のステップSaからステップSbへの移行が開始される。ステップSbへの移行では、センサ昇降シリンダ34が駆動されて、センサ昇降シリンダ34の駆動で研磨パッド厚み測定用センサ14が研磨ヘッド13に向かって上昇される。また、研磨パッド厚み測定用センサ14が所定量だけ上昇すると、下方位置検出センサ35bの信号がONからOFFに切り替わる。研磨パッド厚み測定用センサ14の上昇が更に進み、研磨パッド厚み測定用センサ14がステップSbに到達する直前になると、下方位置検出センサ35bの信号がOFFからONに切り替わる。そして、制御部15の指示でセンサ昇降シリンダ34の駆動が停止され、研磨パッド厚み測定用センサ14がその上昇位置で停止される。図3の(b)は、研磨パッド厚み測定用センサ14が上方の位置に移動された状態を示している。この状態は図4のステップSbの状態に対応し、研磨パッド厚み測定用センサ14と研磨パッド32との間は未だ離れている。
Then, according to the instruction of the
次いで、制御部15の指示により、図4のステップSbからステップScへの移行が開始される。ステップSbへの移行では、サーボモータ24が駆動されて、サーボモータ24の駆動力で研磨ヘッド13が下降を開始する。そして、下降の途中で研磨パッド32の下面と研磨パッド厚み測定用センサ14の上面が互いに当接する。図3の(c)は、研磨パッド保持プレート31が、研磨パッド32を挟んで研磨パッド厚み測定用センサ14の上面に緩く当接した状態を示している。また、研磨ヘッド13が更に下降して、研磨ヘッド13の研磨パッド保持プレート31が研磨パッド32を挟んで研磨パッド厚み測定用センサ14の上面に強く押し付けられる。なお、図4の信号Tは、ステップSbからステップScへの移行終了の間際に、研磨パッド厚み測定用センサ14からの信号により測定手段36で測定される研磨パッド32の厚み量の信号である。
Then, according to the instruction of the
続いて、制御部15の指示により、図4のステップScからステップSdへの移行が開始される。ステップScからステップSdへの移行は、ステップSbからステップScへの移行に連続して行われる。すなわち、研磨パッド32の下面が、研磨パッド厚み測定用センサ14の上面に当接しても、サーボモータ24は停止されずに駆動される。そして、研磨ヘッド13の研磨パッド保持プレート31が、研磨パッド32を挟んで研磨パッド厚み測定用センサ14の上面に強く押し付けられ、更にセンサ昇降シリンダ34の押し上げ力に抗して研磨パッド厚み測定用センサ14を押し下げる。これにより、研磨パッド32を、研磨パッド保持プレート31と研磨パッド厚み測定用センサ14との間に挟んだ状態にして、研磨ヘッド13が研磨パッド厚み測定用センサの上面に強く押し付けられる。
Subsequently, according to the instruction of the
図3の(d)は、研磨パッド保持プレート31の下面が、研磨パッド32を挟んで研磨パッド厚み測定用センサ14の上面に強く押し付けられて、研磨ヘッド13が研磨パッド厚み測定用センサ14を押し下げた状態を示している。なお、ステップScからステップSdへの移行が終了する間際に、上方位置検出センサ35aの信号はONからOFFに切り替わり、研磨パッド厚み測定用センサ14を、研磨ヘッド13が所定の位置まで押し下げた状態にあることを制御部15に出力する。そして、制御部15では、研磨ヘッド13を研磨パッド厚み測定用センサ14に強く押し付けているときの、研磨パッド厚み測定用センサ14からの電気信号を測定手段36が取得し、その信号を研磨パッド32の厚み量に変換して、その電気信号に基づいて研磨パッド32の厚みを知ることができる。これにより、測定手段36が研磨パッド32の厚みを検出する。また、ここで測定された研磨パッド32の厚みから、判定手段37が研磨パッド32の寿命を判定する。そして、交換寿命が来ている場合には、制御部15は研磨パッド32の交換を促す。また、測定後は、制御部15の指示により、サーボモータ24、センサ昇降シリンダ34が制御されて、研磨ヘッド13が上昇するとともに、研磨パッド厚み測定用センサ14が下降し、図3の(a)の位置まで戻る。その後、制御部15の指示によりヘッドアーム19を旋回させ、研磨ヘッド13を、回転チャックテーブル12のチャック面12aの上方の位置に移動させ、再び研磨加工を開始する。
In FIG. 3D, the lower surface of the polishing
本実施例の構成による、研磨装置11における研磨パッドの厚み測定装置10では、研磨ヘッド13の研磨パッド32の厚みを測定する場合、研磨パッド32を挟むようにして、研磨パッド保持プレート31を研磨パッド厚み測定用センサ14に押し付けて研磨パッド32の厚みを測定するようにしている。このようにして、研磨パッド32を挟んで研磨パッド厚み測定用センサ14と研磨パッド保持プレート31までの距離を測定した場合、研磨パッド厚み測定用センサ14と研磨パッド保持プレート31との間の距離が研磨パッド32の厚みとして、測定値を得ることができる。これにより、測定時点での研磨パッド32の厚みを直接的に、又、正確に知ることができる。
In the polishing pad
また、研磨パッド32を非導体材料で形成しているとともに研磨パッド保持プレート31を導体材料で形成し、又、研磨パッド厚み測定用センサ14として渦電流式変位センサを使用しているので、非導体材料の研磨パッド32上では渦電流が発生せず、導体である研磨パッド保持プレート31の上にだけ渦電流が発生する。したがって、研磨パッド32の上から研磨パッド保持プレート31までの距離を測定すると、研磨パッド32からの影響を受けることなく、研磨パッド保持プレート31までの距離を研磨パッド32の厚みとして、正確に得ることができる。
Further, since the
また、制御部15は、測定された研磨パッド32の厚みから研磨パッド32の寿命判定を行う判定手段37を備えているので、測定時点での寿命を直接的に、又、正確に知ることができる。
Further, since the
なお、研磨パッド厚み測定用センサ14として渦電流式センサを使用した場合を説明したが、渦電流式センサに、リニアスケール、レーザ式センサ、超音波センサ、近接センサなどを研磨パッド厚み測定用センサ14として用いることができる。
Although the case where the eddy current type sensor is used as the polishing pad
また、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を成すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。 In addition, the present invention can be modified in various ways as long as it does not deviate from the spirit of the present invention, and it is natural that the present invention extends to the modified ones.
10 :厚み測定装置
11 :研磨装置
12 :回転チャックテーブル
12a :チャック面
12b :テーブル軸
13 :研磨ヘッド
14 :研磨パッド厚み測定用センサ
15 :制御部
16 :テーブルモータ
17 :研磨ヘッド軸
18 :アクチュエータ
19 :ヘッドアーム
20 :支持台
21 :軸受
22 :ブリッジ
23 :ボールねじ機構
23a :ねじ軸
23b :ナット
24 :サーボモータ
25 :ボールスプライン軸受
26 :プーリ
27 :研磨ヘッド回転モータ
28 :プーリ
29 :ベルト
30 :旋回軸
31 :研磨パッド保持プレート
32 :研磨パッド
33 :センサ保持台
34 :センサ昇降シリンダ
34a :ロッド
35a :上方位置検出センサ
35b :下方位置検出センサ
36 :測定手段
37 :判定手段
Sa :ステップ
Sb :ステップ
Sc :ステップ
Sd :ステップ
T :信号
W :ウエハ
10: Thickness measuring device 11: Polishing device 12: Rotating chuck table 12a:
Claims (3)
前記研磨パッドが取り付けられて一体に回転するとともに、上下方向に移動可能な研磨パッド保持プレートと、
前記研磨パッド保持プレートに前記研磨パッドを介して略直角に押し付けられ、前記研磨パッド保持プレートまでの距離に応じた電気信号を出力する研磨パッド厚み測定用センサと、
前記研磨パッド厚み測定用センサからの前記電気信号に基づいて、前記研磨パッドの厚みを測定する測定手段を有する制御部と、
を備えることを特徴とする研磨パッドの厚み測定装置。 A polishing pad thickness measuring device that measures the thickness of the polishing pad used to polish the object to be polished.
A polishing pad holding plate to which the polishing pad is attached and rotates integrally and can be moved in the vertical direction,
A polishing pad thickness measurement sensor that is pressed against the polishing pad holding plate at a substantially right angle via the polishing pad and outputs an electric signal according to the distance to the polishing pad holding plate.
A control unit having a measuring means for measuring the thickness of the polishing pad based on the electric signal from the sensor for measuring the thickness of the polishing pad, and a control unit.
A polishing pad thickness measuring device comprising.
前記研磨パッド保持プレートは、導体材料で形成され、
前記研磨パッド厚み測定用センサは、渦電流式変位センサである、
ことを特徴とする請求項1に記載の研磨パッドの厚み測定装置。 The polishing pad is made of a non-conductive material and is made of a non-conductive material.
The polishing pad holding plate is made of a conductor material and is made of a conductor material.
The sensor for measuring the thickness of the polishing pad is an eddy current type displacement sensor.
The polishing pad thickness measuring device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の研磨パッドの厚み測定装置。
The control unit includes a determination means for determining the life of the polishing pad from the measured thickness of the polishing pad.
The polishing pad thickness measuring device according to claim 1 or 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020044144A JP7463142B2 (en) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | Polishing pad thickness measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020044144A JP7463142B2 (en) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | Polishing pad thickness measuring device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021142628A true JP2021142628A (en) | 2021-09-24 |
JP7463142B2 JP7463142B2 (en) | 2024-04-08 |
Family
ID=77766743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020044144A Active JP7463142B2 (en) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | Polishing pad thickness measuring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7463142B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115972061A (en) * | 2022-12-15 | 2023-04-18 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | Polishing equipment and polishing pad detection method |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006093296A (en) | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor manufacturing apparatus and manufacturing method of semiconductor device |
US8221193B2 (en) | 2008-08-07 | 2012-07-17 | Applied Materials, Inc. | Closed loop control of pad profile based on metrology feedback |
JP6093741B2 (en) | 2014-10-21 | 2017-03-08 | 信越半導体株式会社 | Polishing apparatus and wafer polishing method |
-
2020
- 2020-03-13 JP JP2020044144A patent/JP7463142B2/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115972061A (en) * | 2022-12-15 | 2023-04-18 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | Polishing equipment and polishing pad detection method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7463142B2 (en) | 2024-04-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5325831B2 (en) | Polishing pad dressing method, substrate polishing method | |
CN108568712B (en) | Surface grinding method and surface grinding machine | |
US6402588B1 (en) | Polishing apparatus | |
US6419443B2 (en) | Glass product machining apparatus | |
KR100745017B1 (en) | Auto-grinder and controlloing method thereof | |
US6702646B1 (en) | Method and apparatus for monitoring polishing plate condition | |
JP7113119B2 (en) | Grinding equipment | |
KR20180097136A (en) | Polishing apparatus and polishing method of substrate | |
JP2000005988A (en) | Polishing device | |
TW201412457A (en) | Method of monitoring a dressing process and polishing apparatus | |
JP2013119123A (en) | Grinding device | |
JP2014172131A (en) | Grinding device | |
JP2007210074A (en) | Grinding device, polishing device, grinding method and polishing method | |
JP2008023674A (en) | Dressing device adjustment method, dressing device and polishing device | |
JP2021142628A (en) | Thickness measurement device for polishing pad | |
CN104942690A (en) | Elastic polishing device and method for irregular workpiece | |
US9855638B2 (en) | Dressing apparatus, polishing apparatus having the dressing apparatus, and polishing method | |
JP2010058203A (en) | Lapping device for single-crystalline diamond | |
JPH11262846A (en) | Device for grinding and cleaning inner face of acceptor of pipe | |
JP2015023113A (en) | Flattening and grinding method of semiconductor substrate | |
JP2015160303A (en) | Polishing device | |
JP2000061838A (en) | Dressing device and dressing method | |
JPH10180613A (en) | Polishing device | |
WO2022249787A1 (en) | Substrate processing device and substrate processing method | |
JPH05208365A (en) | Precise polishing finishing method and its device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231128 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240126 |
|
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: 20240227 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240327 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7463142 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |