JP2023078955A - Polishing pad, substrate polishing device, and manufacturing method of polishing pad - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研磨パッド、基板研磨装置、及び研磨パッドの製造方法に関する。 The present invention relates to a polishing pad, a substrate polishing apparatus, and a method for manufacturing a polishing pad.
従来、基板に形成された無機絶縁膜を平坦化するために、例えば化学機械研磨(Chemical Mechanical Polishing;CMP)が行われている(例えば、特許文献1~3参照)。このような研磨に用いられる研磨装置は、研磨パッドを保持するとともに回転する研磨テーブルと、基板を保持するとともに基板の膜を研磨パッドに押し付けながら回転する基板保持部材とを備えている。そして、この研磨装置は、スラリーの存在下で研磨テーブル及び基板保持部材が回転することで、膜を研磨している。
Conventionally, chemical mechanical polishing (CMP), for example, has been performed in order to planarize an inorganic insulating film formed on a substrate (see
また、従来、研磨装置による膜の研磨中に、膜厚に関するデータを光学的に測定する膜厚測定装置が知られている(例えば、特許文献1~3参照)。具体的には、このような膜厚測定装置は、研磨装置による研磨中に基板に向けて入射光を投光し、この基板から反射された反射光の強度に基づいて、膜厚に関するデータを測定している。そして、この研磨装置は、膜厚測定装置によって基板板面の膜厚に関するデータを測定しながら研磨を行い、膜厚が所定の値になったときに研磨終点に達したと判断して、研磨を終了させている。
Conventionally, a film thickness measuring device is known that optically measures data on film thickness during polishing of a film by a polishing device (see, for example,
また、従来、基板に形成された膜として、複数の配線パターンを含む膜が知られている(例えば特許文献4参照)。また、このような配線パターンを含む膜として、有機化合物によって構成された膜(すなわち、有機絶縁膜)が知られている。そして、このような有機絶縁膜の平坦化にも、CMPが行われている(例えば特許文献5参照) Also, conventionally, a film including a plurality of wiring patterns is known as a film formed on a substrate (see, for example, Patent Document 4). A film made of an organic compound (that is, an organic insulating film) is known as a film including such a wiring pattern. CMP is also performed for planarization of such an organic insulating film (see, for example, Patent Document 5).
しかしながら、上記したように光学センサを用いて基板表面の状態を検出しながら基板の研磨を行う場合、基板の研磨処理に伴って光学センサによる検出に不具合が生じる場合があった。例えば、研磨装置では、スラリー存在下で研磨テーブル及び基板保持部材が回転することで基板の研磨が行われるが、スラリーによって光学センサのセンシング光が遮られ、光学センサによる検出精度が低下してしまう場合があった。また、研磨パッドに光学センサのセンシング光を通過させるための窓部材が設けられている場合、研磨処理に伴って研磨パッドが消耗することで、窓部材と基板表面との距離が変化して光学センサによる検出精度が低下してしまう場合があった。 However, when the substrate is polished while detecting the state of the substrate surface using the optical sensor as described above, detection by the optical sensor sometimes fails during the polishing process of the substrate. For example, in a polishing apparatus, a substrate is polished by rotating a polishing table and a substrate holding member in the presence of slurry. there was a case. Further, in the case where the polishing pad is provided with a window member for passing the sensing light of the optical sensor, the wear of the polishing pad along with the polishing process changes the distance between the window member and the substrate surface, resulting in an optical In some cases, the detection accuracy of the sensor is degraded.
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、基板表面の状態を検出するための光学センサを備える基板研磨装置において、光学センサによる検出精度を向上させることを目的の一つとする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the detection accuracy of the optical sensor in a substrate polishing apparatus having an optical sensor for detecting the state of the substrate surface.
本発明の一形態によれば、光学センサを備える基板研磨装置のための研磨パッドが提案
される。かかる研磨パッドは、表面が研磨面を構成するパッド本体であって、貫通孔が形成されているパッド本体と、前記光学センサのセンシング光を通過させるための窓部材であって、前記貫通孔に収容される窓部材と、を備え、前記パッド本体は、前記貫通孔を画定する縁部を囲繞し、前記縁部よりも前記研磨面に対して凹んだ囲繞凹部を有し、前記囲繞凹部は、前記研磨パッドの外周面に延びる溝と連通している。
According to one aspect of the invention, a polishing pad for a substrate polishing apparatus comprising an optical sensor is proposed. Such a polishing pad includes a pad body having a polishing surface, a pad body having a through hole formed therein, and a window member for passing sensing light from the optical sensor, the through hole having a a window member to be accommodated, wherein the pad body has a surrounding recess that surrounds an edge defining the through hole and is recessed from the edge with respect to the polishing surface, and the surrounding recess is , in communication with grooves extending on the outer peripheral surface of the polishing pad.
本発明の別の一形態によれば、研磨パッドと、前記研磨パッドを取り付けるための研磨テーブルと、前記研磨テーブルに対向するように設けられた、基板を保持するための研磨ヘッドと、前記研磨テーブルに設けられた、前記基板の研磨の進行を測定するための光学センサと、を備える基板研磨装置が提案される。前記研磨パッドは、表面が研磨面を構成するパッド本体であって、貫通孔が形成されているパッド本体と、前記光学センサのセンシング光を通過させるための窓部材であって、前記貫通孔に収容される窓部材と、前記窓部材を前記パッド本体に対して前記貫通孔の貫通方向に移動可能に保持する保持部材と、を有する。前記研磨テーブルは、前記パッド本体の裏面を支持するための支持面を有し、前記支持面には、前記窓部材が進入可能な開口が形成されている。 According to another aspect of the present invention, there is provided a polishing pad, a polishing table for attaching the polishing pad, a polishing head provided to face the polishing table for holding a substrate, and the polishing. A substrate polishing apparatus is proposed that includes an optical sensor provided on a table for measuring the progress of polishing of the substrate. The polishing pad includes a pad body having a polishing surface, and a pad body having through holes formed therein, and a window member for passing sensing light from the optical sensor, wherein the through holes have It has a window member to be accommodated, and a holding member that holds the window member movably in the penetrating direction of the through hole with respect to the pad body. The polishing table has a support surface for supporting the back surface of the pad body, and the support surface is formed with an opening into which the window member can enter.
以下、本発明の実施形態に係る研磨パッド、基板研磨装置(研磨装置)、及び研磨パッドの製造方法について、図面を参照しつつ説明する。なお、本願の図面は、本実施形態の特徴の理解を容易にするために模式的に図示されており、各構成要素の寸法比率等は実際のものと同じであるとは限らない。また、本願の図面には、参考用として、X-Y-Zの直交座標が図示されている。この直交座標のうち、Z方向は上方に相当し、-Z方向は下方(重力が作用する方向)に相当する。 A polishing pad, a substrate polishing apparatus (polishing apparatus), and a method for manufacturing a polishing pad according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The drawings of the present application are schematically illustrated to facilitate understanding of the features of the present embodiment, and the dimensional ratios and the like of each component are not necessarily the same as the actual ones. Also, in the drawings of the present application, XYZ orthogonal coordinates are illustrated for reference. Of these orthogonal coordinates, the Z direction corresponds to the upward direction, and the -Z direction corresponds to the downward direction (the direction in which gravity acts).
図1は、本実施形態に係る研磨装置10の主要な構成を模式的に示す構成図である。本実施形態に係る研磨装置10は、化学機械研磨(Chemical Mechanical Polishing;CMP)を行うことが可能な研磨装置である。具体的には、図1に例示されている研磨装置10は、研磨テーブル11と、回転軸12と、基板保持部材13と、スラリー供給ノズル14と、研磨制御装置20と、膜厚測定装置30とを備えている。
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing the main configuration of a
研磨テーブル11は、研磨パッド70を保持するとともに、回転するように構成された研磨テーブルである。具体的には、本実施形態に係る研磨テーブル11は円盤状の部材によって構成されており、その上面に、研磨パッド70が貼付されている。研磨パッド70の上面(表面)は、基板の膜を研磨するための研磨面71に相当する。研磨パッド70の具体的な種類は、特に限定されるものではなく、硬質発砲タイプの研磨パッドや、不織布タイプの研磨パッド、スエードタイプの研磨パッド等、種々の研磨パッドを用いることができる。この研磨パッド70は、研磨対象である基板の膜の種類に応じて適宜設定される。
The polishing table 11 is a polishing table configured to hold the
研磨テーブル11は、回転軸12に接続されている。この回転軸12は、駆動機構(例えばモータ等)によって回転駆動される。回転軸12における研磨テーブル11の側とは反対側の端部には、継手12aが設けられている。この継手12aは、ロータリージョイント及びロータリーコネクタを備えている。この研磨テーブル11の回転動作は、研磨制御装置20よって制御されている。
A polishing table 11 is connected to a rotating
基板保持部材13は、研磨中において、研磨テーブル11の研磨面71の上に配置され
ている。基板保持部材13の下面には、基板(図1では不図示)が取り付けられている。基板保持部材13は、基板を保持するとともに基板の膜を研磨パッド70の研磨面71に押し付けながら回転するように構成されている。なお、この基板保持部材13は、一般に、「トップリング」や「研磨ヘッド」等と別称されている場合がある。
The
スラリー供給ノズル14は、研磨面71に対してスラリー(具体的には研磨スラリー)を供給するノズルである。スラリーは、例えば、酸化ケイ素や、酸化アルミニウム、酸化セリウム等の砥粒を含む溶液である。このスラリーの具体的な種類は、特に限定されるものではなく、基板の膜の種類に応じて適宜設定すればよい。なお、スラリーの供給は、研磨面71の上部からではなく、下部から行ってもよく、あるいは、研磨面71の上部及び下部の両方から行ってもよい。例えば、スラリーを下部から供給する場合には、研磨テーブル11の下部の回転中心の近傍箇所から鉛直に伸びる流路(図示せず)と、これに連通する研磨パッド70(研磨面71)の開口(図示せず)とから、スラリーを供給してもよい。
The
研磨制御装置20は、研磨装置10の動作を制御する制御装置である。具体的には、本実施形態に係る研磨制御装置20は、コンピュータを備えている。このコンピュータは、プロセッサとしてのCPU(Central Processing Unit)20aや、記憶装置20b等を備えている。記憶装置20bは、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の記憶媒体によって構成されている。研磨制御装置20においては、プロセッサとしてのCPU20aが、記憶装置20bに記憶されているプログラムに基づいて、研磨テーブル11の回転動作やスラリー供給ノズル14からのスラリーの供給動作等を制御することで、研磨装置10の動作を制御している。
The polishing
膜厚測定装置30は、基板の膜の厚さ(膜厚)に関するデータを光学的に測定する光学センサを有する光学式の膜厚測定装置である。また、本実施形態に係る膜厚測定装置30は、研磨装置10による研磨中に、膜厚に関するデータを測定する。
The film
具体的には、本実施形態に係る膜厚測定装置30は、センサーモジュール40と、光源・分光モジュール50と、データ処理システム60とを備えている。光源・分光モジュール50とデータ処理システム60と研磨制御装置20とは、配線15を介して電気的に接続されている。本実施形態において、センサーモジュール40及び光源・分光モジュール50は、研磨テーブル11に配置されている。センサーモジュール40及び光源・分光モジュール50は、研磨テーブル11の回転時において、研磨テーブル11とともに回転する。
Specifically, the film
図2は、図1のA1付近の断面図である。図3は、図2の基板保持部材13と研磨テーブル11とを分離させた状態を示す断面図である。図2及び図3に示すように、本実施形態に係る研磨パッド70の一部には、膜厚測定装置30による入射光L1及び反射光L2(センシング光)が通過可能な、窓部材72が配置されている。本実施形態において、窓部材72は、光透過性を有する素材、具体的には透明な素材(例えば透明プラスチックや透明ガラス等)からなる光透過部材によって構成されている。窓部材72は、研磨テーブル11が回転して研磨パッド70が回転した場合に、基板200の膜202の少なくとも一部が窓部材72の上を通過するように、その位置(研磨パッド70における相対的な位置)が設定されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view around A1 in FIG. FIG. 3 is a sectional view showing a state in which the
窓部材72には、センシング光の散乱を抑制するための散乱抑制層72f(図3参照)が設けられていてもよい。散乱抑制層72fは、好ましくは、窓部材72の下面に設けられる。ただし、これに代えて、または加えて、窓部材72の上面(基板200側の面)に
散乱抑制層が設けられてもよい。ここで、散乱抑制層の光学厚みは、散乱抑制層への入射光波長(膜厚測定装置30によるセンシング光の波長)よりも小さいことが好ましく、一例として散乱抑制層への入射光波長の4分の1であることが好ましい。また、散乱抑制層の屈折率は、散乱抑制層が隣接する物質(膜202、治具42、窓部材72)の屈折率よりも小さいことが好ましい。窓部材72の下面に設ける場合、散乱抑制層の屈折率は、一例として、(空気の屈折率×窓部材の屈折率)の2分の1乗(平方根)であることが好ましい。また、窓部材72の上面に設ける場合、散乱抑制層の屈折率は、一例として、(窓部材の屈折率×スラリーの屈折率)の2分の1乗であることが好ましい。散乱抑制層は、窓部材72に対して、公知の手法で設けられればよく、一例として、ロールコート、グラビアコート、スピンコート、スプレー、真空蒸着、スパッタ、CVDの何れかを採用して製膜され得る。
The
また、図2及び図3に示すように、膜厚測定装置30のセンサーモジュール40は、センサーヘッド41と、筒状の治具42とを備えている。治具42は、センサーヘッド41を研磨テーブル11に取り付けるための治具である。この治具42は、入射光L1及び反射光L2が、この治具42の内部を通過するように、研磨テーブル11に接続されている。具体的には、本実施形態に係る治具42は、一例として、研磨テーブル11に設けられた筒状の孔に嵌められている。また、本実施形態に係る治具42の上端面は、光透過部材72の下面に配置されたガラス板46の下面に、接続されている。入射光L1及び反射光L2は、治具42の内部(筒の内部)を通過する。
Moreover, as shown in FIGS. 2 and 3, the
具体的には、本実施形態に係るガラス板46は、光を透過するガラスからなる板部材によって構成されており、光透過部材72の下面に接続されている。本実施形態に係る治具42の上端面(筒状の治具42の開口した上端面)は、このガラス板46の下面に接続されている。このガラス板46によって、例えば、スラリー等の異物が治具42の内部(筒の内部)に入り込むことが効果的に抑制されている。なお、治具42は、治具42とガラス板46との間に隙間が形成されないように、ガラス板46の下面に密接していることが好ましい。ただし、こうした例に限定されず、治具42とガラス板46との間には隙間が設けられてもよい。また、センサーモジュール40は、ガラス板46を有するものに限定されず、ガラス板46を有しなくてもよい。
Specifically, the
センサーヘッド41は、研磨装置10による膜202の研磨中に、入射光L1を膜202の方向に投光するように構成されている。センサーヘッド41からの入射光L1は、研磨パッド70の窓部材72を通過してから膜202に入射する。センサーヘッド41における光源の種類は、特に限定されるものではなく、ハロゲンランプやレーザー発光装置等を用いることができる。本実施形態においては、光源の一例として、レーザー発光装置を用いている。また、本実施形態において、光源が発光する光は、赤外領域の波長(具体的には、780nmよりも長い波長)である。すなわち、本実施形態に係る入射光L1は、赤外領域の波長を有するレーザー光である。
The
また、膜202から反射された反射光L2は、窓部材72を通過してから、センサーヘッド41に受光される。センサーヘッド41は、受光した反射光L2をデジタル信号に変換し、配線15を介してデータ処理システム60(図1)に送信する。データ処理システム60は、センサーヘッド41が受光した反射光L2の強度に基づいて、膜202の膜厚に関するデータを測定するシステムである。具体的には、センサーヘッド41が受光した反射光L2の強度は、膜厚と相関関係を有している。そこで、データ処理システム60は、受光した反射光L2の強度に基づいて、膜202の膜厚に関するデータを測定している。具体的な一例として、センサーヘッド41が受講した反射光L2は、光源・分光モジュール50において分光され、これによって得られるスペクトル波を周波数分析することで、膜圧に関するデータを測定することができる。なお、本実施形態において、この「膜厚
に関するデータ」とは、膜厚(μm)と相関関係を有するデータであればよく、例えば、膜厚そのものであってもよく、あるいは、膜厚と相関を有する指標(例えば、膜厚の変化量等)であってもよい。
Reflected light L2 reflected from the
具体的には、図1に示すように、本実施形態に係るデータ処理システム60は、第1データ処理装置61と第2データ処理装置62とを備えている。
Specifically, as shown in FIG. 1, a
第1データ処理装置61は、コンピュータを備えており、このコンピュータは、プロセッサとしてのCPU61aや、記憶装置61b等を備えている。記憶装置61bは、ROM、RAM等の記憶媒体によって構成されている。第1データ処理装置61は、記憶装置61bに記憶されたプログラムに基づいてCPU61aが作動することで、光源・分光モジュール50から送信されたデータに基づいて、反射強度を指数化するデータ処理を実行する。
The first
第1データ処理装置61で処理されたデータは、第2データ処理装置62に送信される。第2データ処理装置62は、コンピュータを備えており、このコンピュータは、プロセッサとしてのCPU62aや、記憶装置62b等を備えている。記憶装置62bは、ROM、RAM等の記憶媒体によって構成されている。第2データ処理装置62は、記憶装置62bに記憶されたプログラムに基づいてCPU62aが作動することで、指数化されたデータの時間波形のノイズ除去処理を実行するとともに、このノイズ除去処理が実行された後の波形を解析して反射強度や特徴点(微分値の極大値・極小値や閾値等の特徴点)を検出する。この検出された値(検出値)は、膜厚と相関関係を有している。そこで、第2データ処理装置62は、この検出値に基づいて膜厚に関するデータを算出して取得する。以上のように、本実施形態に係るデータ処理システム60は、膜厚に関するデータを測定している。
The data processed by the first
また、本実施形態に係る第2データ処理装置62は、上記のように測定されたデータに基づいて、膜厚が予め設定された研磨終点に到達したことを判定する(すなわち、研磨の研磨終点を測定する)。第2データ処理装置62は、膜厚が研磨終点に到達した旨を判定した場合、研磨終点に到達した旨の信号(研磨終点信号)を、研磨制御装置20に送信する。この研磨終点信号を受信した研磨制御装置20は、研磨装置10の駆動機構(例えばモータ)を停止させることで、研磨装置10による研磨を終了させる。
Further, the second
なお、上述したデータ処理システム60によるデータ処理のアルゴリズム(すなわち、反射光の強度に基づいて膜厚に関するデータを測定するためのデータ処理アルゴリズム)は、前述した特許文献1や特許文献2に開示されているような公知の膜厚測定装置に用いられているデータ処理装置と同様であり、これらの技術を適用することができる。このため、このデータ処理のより詳細な説明は省略する。
The data processing algorithm by the
なお、上述した図2及び図3は、研磨テーブル11へのセンサーヘッド41の取付態様の一例を示しており、研磨テーブル11へのセンサーヘッド41の取付態様は、図2及び図3に例示する態様に限定されるものではない。
2 and 3 described above show an example of the mounting manner of the
以上説明したような研磨装置10は、スラリーの存在下で研磨テーブル11及び基板保持部材13がそれぞれ回転することで、基板保持部材13に保持された基板の膜を所望の平坦面に研磨する。研磨中に膜厚測定装置30によって基板200の膜202の膜厚を測定することができ、研磨装置10は、基板の膜厚が予め設定された所定値になった時点を、研磨の終点(すなわち、「研磨終点」)とする。この研磨終点の具体的な値は特に限定されるものではなく、例えば、研磨前において膜に埋没した配線パターン(不図示)が膜の表面に露出する膜厚以下の値を研磨終点としてもよく、配線パターンが膜の表面に露出
する膜厚よりも大きい値(すなわち、配線パターンが膜の表面に露出しない範囲内の値)を研磨終点としてもよい。
The polishing
次に、本実施形態における研磨パッドについて詳細に説明を行う。図4は、本実施形態における研磨パッドの一例を研磨面の方向から示す図であり、図5は、図4中のA5-A5領域の端面図である。図4及び図5に示すように、本実施形態の研磨パッド70は、表面が研磨面71を構成するパッド本体702と、膜厚測定装置30によるセンシング光を透過させるための窓部材72と、パッド本体702の裏面に貼られた接着層74と、を有している。図5に示す例では、接着層74は、研磨テーブル11に研磨パッド70を保持するための保持機構として機能する。接着層74としては、両面テープ、または接着剤(一例として、ホットメルト接着剤、UV硬化型接着剤)などを採用することができる。両面テープとしては、例えば気密性がありPET(ポリエチレンテレフタレート)製のフィルム状の基材の両面に粘着剤を塗布したものが好ましい。
Next, the polishing pad in this embodiment will be described in detail. FIG. 4 is a view showing an example of the polishing pad in this embodiment from the direction of the polishing surface, and FIG. 5 is an end view of the A5-A5 area in FIG. As shown in FIGS. 4 and 5, the
パッド本体702には、窓部材72を収容するための貫通孔708が形成されている。貫通孔708は、研磨面71から見て、窓部材72に対応した形状であることが好ましく、窓部材72と同一寸法であるか、窓部材72との間に隙間を有するように若干大きい寸法であることが好ましい。また、貫通孔708は、窓部材72の高さよりも小さい深さを有する、または窓部材72の高さと同一の深さを有することが好ましい。換言すれば、パッド本体702と窓部材72とは同一の高さを有する、または窓部材72の高さがパッド本体702の高さよりも若干大きいことが好ましい。窓部材72の高さがパッド本体702の高さよりも若干大きい寸法とすることにより、製造バラツキ等によって窓部材72がパッド本体702の表面から凹むことを抑制できる。これにより、窓部材72の表面にスラリーが留まることを抑制できる。
A through
窓部材72は、一例として、パッド本体702の貫通孔708に流動性のある材料が充填されることで形成されてもよい。また、窓部材72は、接着層によってパッド本体702に対して取り付けられてもよい。図5に示す例では、パッド本体702の裏面に貼られて、研磨テーブル11に研磨パッド70を保持するための接着層74によって、窓部材72がパッド本体702に取り付けられている。なお、図5に示す例では、窓部材72の裏面(研磨面71側と反対側の面)全域にわたって接着層74が張られている。しかしながら、こうした例に限定されず、図6の変形例に示すように、窓部材72におけるセンシング光が通過する領域(以下、「透光領域」ともいう)は接着層74が介在しないように、接着層74に開口が形成されていてもよい。この場合には、図6に示すように、窓部材72における透光領域の外周側である縁部に接着層74が取り付けられることで、窓部材72がパッド本体702に取り付けられてもよい。
The
また、窓部材72は、パッド本体702の裏面に貼られる接着層74によってパッド本体702に取り付けられるのに代えて、または加えて、図7の変形例に示すように、窓部材72の側面とパッド本体702の貫通孔708との間に介在する接着層76によって、パッド本体702に取り付けられてもよい。なお、図7に示す例では、パッド本体702の裏面に張り付けられる接着層74の図示を省略している。
Further, the
なお、窓部材72は、パッド本体702の貫通孔708を画定する壁面(縁部706)と接触するように、つまりパッド本体702と窓部材72との間に隙間が形成されないように貫通孔708に収容されてもよい。また、上記したように、貫通孔708は、窓部材72との間に隙間(例えば、数mm等)を有するように窓部材72よりも大きい寸法を有してもよい。図8は、変形例の研磨パッドの一例を示す図である。図8に示すように、貫通孔708と窓部材72とに隙間712が形成されるように貫通孔708が窓部材72よりも大きい寸法を有することにより、窓部材72の寸法公差の許容範囲を大きくすること
ができる。また、窓部材72を貫通孔708内に容易に収容してパッド本体702に取り付けることができる。これにより、パッド本体702を研磨テーブル11に取り付けた後であっても、窓部材72を貫通孔708内に容易に取り付けることができる。なお、図8に示す例では、窓部材72の裏面全域にわたって接着層74が張り付けられているが、図6に示す例と同様に、窓部材72の透光領域は接着層74が介在しないように、接着層74に開口が形成されてもよい。
The
また、図4-図8に示す例では、窓部材72は、円柱状の形状を有するものとした。しかしながら、こうした例に限定されず、窓部材72は、研磨面71に垂直な方向から見て、多角形状、または楕円状などの形状を有してもよい。また、窓部材72は、図9の変形例に示すように、パッド本体702との取り付けのための取付縁部72aを有してもよい。取付縁部72aは、窓部材72の外周に凸となる縁部であり、窓部材72の外周全域にわたって設けられてもよいし、窓部材72の外周の一部分にだけ設けられてもよい。パッド本体702の貫通孔708は、取付縁部72aが載置される段差部を有するように形成されるとよい。また、一例として、取付縁部72aの下面と、貫通孔708の段差部との間には、接着層78が設けられてもよい。
Further, in the examples shown in FIGS. 4 to 8, the
再び図4及び図5を参照し、パッド本体702には、貫通孔708を画定する縁部706を囲繞するように囲繞凹部704が形成されている。囲繞凹部704は、縁部706よりも研磨面71に対して凹んでいる。図4及び図5に示す例では、縁部706は、研磨面71と同一の高さとされており、囲繞凹部704は、研磨面71よりも高さが低い凹部となっている。また、囲繞凹部704は、研磨パッド70の外周面に延びる溝710と連通している。図4及び図5に示す例では、囲繞凹部704に対して2つの溝710が連通している。これらの2つの溝710は、研磨面71に開口した溝となっており、囲繞凹部704とパッド本体702の外周とを繋ぐように延在している。なお、囲繞凹部704または溝710は、一例として数mmまたは数十mmの幅を有するものとすることができる。また、囲繞凹部704または溝710は、一例として数mmまたは数十mmの深さを有するものとすることができる。なお、図4及び図5に示す例では、囲繞凹部704と溝710とは、同一の幅および深さを有するものとした。しかしながら、こうした例に限定されず、例えば、溝710は、囲繞凹部704よりも大きい深さを有してもよい。なお、溝710は、囲繞凹部704と研磨パッド70の外周面とを連通するものであればよく、図4に示す例に限定されるものではない。
Referring again to FIGS. 4 and 5,
こうした研磨パッド70によれば、研磨中に研磨面71に対して供給される研磨スラリーが、囲繞凹部704から溝710を通じて排出されることで、窓部材72の表面にスラリーが向かうことを抑制することができる。これにより、膜厚測定装置30によるセンシング光が、窓部材72の表面に付着した研磨スラリーによって遮られ、膜厚測定装置30による測定精度が低下してしまうことを抑制できる。よって、光学センサを有する膜厚測定装置30による基板200の膜厚の検出精度の向上を図ることができる。
According to such a
なお、図8に示すように、貫通孔708と窓部材72との間に隙間を有する場合には、貫通孔708と窓部材72との隙間に研磨スラリーが流れ込むことで、窓部材72の表面にスラリーが向かうことを抑制することができる。このため、貫通孔708と窓部材72との間に隙間を有する場合には、研磨パッド70は、上記した囲繞凹部704および溝710を有しないものとしてもよい。
As shown in FIG. 8, when there is a gap between the through-
図10は、変形例の研磨パッドの一例を示す図4に対応する図である。図4に示す研磨パッド70は、2つの溝710を有するものとした。これに対して、図10に示す研磨パッド70A(パッド本体702A)には、研磨面71全域に格子状の溝710Aが形成されている。格子状の溝710Aは、研磨パッド70Aの外周面に延びている。また、パッ
ド本体702Aには、上記した研磨パッド70と同様に窓部材72を収容するための貫通孔708が形成されていると共に、この貫通孔708を画定する縁部706Aを囲繞するように囲繞凹部704Aが形成されている。溝710Aと囲繞凹部704Aとは連通している。なお、格子状の溝710Aと囲繞凹部704Aとは同一の深さであってもよいし、囲繞凹部704Aよりも格子状の溝710Aの方が大きい又は小さい深さを有するものとしてもよい。こうした変形例の研磨パッド70Aにおいても、囲繞凹部704Aと、研磨パッド70Aの外周面に延びる格子状の溝710Aとが連通しており、上記した研磨パッド70と同様の効果を奏することができる。
FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. 4 showing an example of a polishing pad of a modification. The
図11は、変形例の研磨パッドの一例を示す図4に対応する図である。図11に示す研磨パッド70B(パッド本体702B)には、研磨面71の中央から外周に向かって延びる複数の放射状の溝710Bが形成されている。また、パッド本体702Bには、上記した研磨パッド70,70Aと同様に窓部材72を収容するための貫通孔708が形成されていると共に、この貫通孔708を画定する縁部706Bを囲繞するように囲繞凹部704Bが形成されている。溝710Bと囲繞凹部704Bとは連通している。なお、放射状の溝710Bと囲繞凹部704Bとは同一の深さであってもよいし、囲繞凹部704Bよりも放射状の溝710Bの方が大きい又は小さい深さを有するものとしてもよい。こうした変形例の研磨パッド70Bにおいても、囲繞凹部704Bと、研磨パッド70Bの外周面に延びる格子状の溝710Bとが連通しており、上記した研磨パッド70,70Aと同様の効果を奏することができる。なお、図11に示す例では、研磨面71の中央から外周に向かって直線状に延びる放射状の溝710Bが形成されているが、これに代えて、研磨面71の中央から外周に向かって曲線状に延びる螺旋状の溝が形成されるものや研磨面71の回転中心(あるいはその近傍のある位置)に対してそれぞれ半径が異なる複数の同心円状溝が形成されるもの、あるいは前記各溝同士を連通するように適宜組み合わされるなどとしてもよい。
FIG. 11 is a view corresponding to FIG. 4 showing an example of a polishing pad of a modification. A plurality of
次に、上記した研磨パッドを製造する製造方法の一例を説明する。なお、以下で説明する研磨パッドの製造方法は、特に矛盾がない限り、上記した研磨パッドの何れにも適用することができる。以下、代表として、研磨パッド70の製造方法について説明する。研磨パッド70を製造するために、まずパッド本体702を用意する。パッド本体702は、一例として、複数のパッド本体702の素材としてのパッドブロック130から形成される。図12は、本実施形態のパッドブロック130の一例を示す斜視図である。パッドブロック130は、概ね円柱形状を有し、切断されることにより複数のパッド本体702となる。つまり、パッドブロック130は、複数のパッド本体702を積み重ねた物に相当する。
Next, an example of a manufacturing method for manufacturing the polishing pad described above will be described. The method for manufacturing the polishing pad described below can be applied to any of the polishing pads described above unless there is a particular contradiction. Hereinafter, a method for manufacturing the
続いて、パッドブロック130に対して、研磨パッド70の貫通孔708を画定する孔138を形成する。図13は、孔138が形成されたパッドブロック130の一例を示す図である。図13に示すように、パッドブロック130におけるパッド本体702の研磨面71を構成する面131に垂直な方向(図12及び図13中、上下方向)に、孔138が形成される。孔138は、公知の方法によって形成されればよい。
Subsequently, holes 138 are formed in the
図14は、パッドブロックの切断工程の一例を示す図であり、図15は、窓部材の取付工程の一例を示す図である。図14に示すように、パッドブロック130を切断することにより、パッド本体702の素となるパッド140を形成する。パッドブロック130に形成された孔138は、切断されたパッド140において窓部材72を収容するための貫通孔708を画定する。そして、図15に示すようにパッド140に対して窓部材72を取り付けると共に、パッド140に囲繞凹部704と溝710とを形成することで(図15では不図示)、研磨パッド70を製造する。なお、囲繞凹部704と溝710とは、パッドブロック130の切断前にパッドブロック130に形成されてもよいし、窓部材72
を取り付ける前にパッド140に形成されてもよいし、窓部材72を取り付けた後にパッド140に形成されてもよい。また、図13-図15に示す例では、パッドブロック130に孔138が形成されるものとしたが、こうした例に限定されず、パッドブロック130から切り離されたパッド140に対して貫通孔708が形成されるものとしてもよい。
14A and 14B are views showing an example of a pad block cutting process, and FIGS. 15A and 15B are views showing an example of a window member mounting process. As shown in FIG. 14, by cutting the
may be formed in the
上記したように、窓部材72は、予め形成された窓部材72がパッド140の貫通孔708に取り付けられるものとしてもよいし、貫通孔708に流動性のある材料が充填されることで構成されてもよい。なお、流動性のある材料を貫通孔708に充填する場合には、表面粗さが管理された金型を利用してもよい。こうすれば、製造される窓部材72の製造粗さを管理することができ、研磨装置における膜厚測定装置30の検出精度の向上を図ることができる。また、窓部材72は、パッド140の貫通孔708に取り付けられる前に、または取り付けられた後に、表面粗さの改善処理が施されてもよい。一例として、窓部材72は、表面に切削または研磨処理等が施されることにより、表面粗さの改善処理が施されてもよい。特に、窓部材72は、所定の表面粗さ以下に処理された下面(基板200から遠い面)を有することが好ましい。これは、窓部材72の下面は、研磨装置10による研磨処理および研磨パッド70のドレッシングによって摩耗または損傷するおそれがないことに基づく。なお、窓部材72の下面は、一例として、0.5μm以下のPV(最大谷深さ:JIS B 0601)を有するように表面粗さの改善処理が施されていることが好ましく、0.4μm以下のPVを有するように表面粗さの改善処理が施されていることが更に好ましい。
As described above, the
また、図14及び図15に示す例では、パッドブロック130から切り離されたパッド140に対して窓部材72が取り付けられるものとした。しかしながら、こうした例に限定されず、一例として、パッドブロック130の孔138に、複数の窓部材72を構成する窓ブロック132が配置され、パッドブロック130と窓ブロック132とが切断されて、パッド140と窓部材72とが形成されてもよい。図16は、パッドブロックと、窓ブロックとの一例を示す図であり、図17は、パッドブロックと窓ブロックとの切断工程の一例を示す図である。こうした場合においても、窓ブロック132は、予め形成された窓ブロック132がパッドブロック130の孔138に取り付けられるものとしてもよいし、孔138に流動性のある材料が充填されることで構成されてもよい。
14 and 15, the
なお、図12-図17に示す例では、複数のパッド本体702を構成するパッドブロック130が用意されるものとしたが、こうした例に限定されない。一例として、一枚のパッド本体702を構成するパッド140が成形されるものとし、パッド140に貫通孔708と囲繞凹部704と溝710とを形成すると共に、貫通孔708内に窓部材72を設けることで、研磨パッド70が製造されるものとしてもよい。また、別の一例として、貫通孔708と囲繞凹部704と溝710との少なくとも1つが予め形成されたパッド140が成形されて、当該パッド140を用いて研磨パッド70が製造されてもよい。
In addition, in the example shown in FIGS. 12 to 17, the
上記した研磨パッド70等は、パッド本体702が単一層で形成されるものとした。しかしながら、こうした例に限定されず、研磨パッド70のパッド本体702は、複数層で形成されてもよい。一例として、上記した研磨パッド70のパッド本体702は、囲繞凹部704と溝710との側面を画定する貫通孔が形成されたパッド層と、囲繞凹部704と溝710との底面を画定するパッド層とが積層されて構成されてもよい。また、パッド本体702が複数の層で構成される場合、同一の素材で形成された複数の層が積層されてパッド本体702が構成されてもよいし、異なる素材で形成された複数の層が積層されてパッド本体702が構成されてもよい。
In the
図18は、2つの層を有するパッド本体における第1層の一例を研磨
面側から見た図であり、図19は、2つの層を有するパッド本体における第2層の一例を
研磨面側から見た図である。また、図20は、第1層と第2層とが重ねられた研磨パッドにおける図18及び図19のA20-A20領域の端面図である。図18-図20に示す研磨パッド170は、第1層(第1パッド層)171と、第2層(第2パッド層)172と、を有する。第1層171は、その表面が基板200に接触する研磨面173を構成する。第2層172は、第1層171の裏面(研磨面173の反対側の面)に積層される。なお、研磨パッド170は、第1層171と第2層172との2層を有するものとしたが、こうした例に限定されず、一例として、第1層171と第2層172との少なくとも一方が複数層で構成されてもよい。
FIG. 18 is a view of an example of a first layer in a pad body having two layers viewed from the polishing surface side, and FIG. 19 is a view of an example of a second layer in a pad body having two layers viewed from the polishing surface side. It is a view. Also, FIG. 20 is an end view of the polishing pad in which the first layer and the second layer are superimposed, taken along the line A20-A20 of FIGS. 18 and 19. FIG. The
図18-図20に示す例では、研磨パッド170の第2層172に、窓部材72の一部が収容される貫通孔1728が形成されている。また、研磨パッド170の第1層171に、窓部材72の一部が収容される貫通孔1718が形成されている。ここで、第1層171の貫通孔1718は、第2層172の貫通孔1728よりも大きい寸法であることが好ましい。また、第1層171の貫通孔1718は、後述する第2層172の囲繞凹部1724と同一の寸法であるか、囲繞凹部1724よりも大きい寸法であることが好ましい。
In the example shown in FIGS. 18-20, the
また、第1層171には、研磨面173に溝1710が形成されている。この溝1710は、主に、研磨面173に研磨スラリーが均等に供給されるように設けられている。なお、図18に示す例では、溝1710は、研磨面173の全域に格子状に設けられている。ただし、こうした例に限定されず、第1層171には、例えば図11に示すように放射状の溝が設けられてもよいし、これらに代えて、研磨面173の中央から外周に向かって曲線状に延びる螺旋状の溝が形成されるものや研磨面173の回転中心(あるいはその近傍のある位置)に対してそれぞれ半径が異なる複数の同心円状溝が形成されるもの、あるいは前記各溝同士を連通するように適宜組み合わされるなどとしてもよいし、こうした溝が形成されなくてもよい。
Further,
第2層172には、貫通孔1728を画定する縁部1726を囲繞するように囲繞凹部1724が形成されている。囲繞凹部1724は、縁部1726よりも研磨面173に対して凹んでいる。図18-図20に示す例では、縁部1726は、第2層172における第1層171の裏面に接触する面と同一の高さとされており、囲繞凹部1724は、第1層171の裏面よりも高さが低い凹部となっている。また、第2層172には、囲繞凹部1724に連通して研磨パッド170の外周面に延びる溝1729が形成されている。なお、図19に示す例では、囲繞凹部1724に対して2つの溝1729が連通している。ただし、溝1729は、囲繞凹部1724と研磨パッド170の外周面とを連通するものであればよく、図19に示す例に限定されるものではない。また、図18-図20に示す例では、第2層172の溝1729の位置において、第1層171に貫通孔が形成されていない。このため、第1層171と第2層172とが積層された研磨パッド170では、第2層172の溝1729は、第1層171によって覆われる。
A surrounding
図20に示すように、研磨パッド170では、一例として、第1層171の貫通孔1718は、第2層172の囲繞凹部1724よりも大きい寸法とされている。また、第2層172の貫通孔1728は、窓部材72との間に隙間が形成されるように、窓部材72よりも大きい寸法に形成されている。ただし、第2層172の貫通孔1728は、研磨面173に垂直な方向から見て、窓部材72と同一の寸法であってもよい。また、図20に示す例では、一例として、窓部材72は、第1層171と第2層172とを合わせた高さと略同一の高さを有する。ただし、窓部材72は、第1層171と第2層172とを合わせた高さよりも若干大きい高さを有してもよい。また、図18-図20に示す例においては、第1層171と第2層172とを接着するための接着層174が、第1層171の裏面に形成されている。
As shown in FIG. 20 , in the
こうした研磨パッド170においても、研磨中に研磨面173に対して供給される研磨スラリーが、第2層172の囲繞凹部1724から溝1729を通じて排出されることで、窓部材72の表面にスラリーが向かうことを抑制することができる。これにより、膜厚測定装置30によるセンシング光が、窓部材72の表面に付着した研磨スラリーによって遮られ、膜厚測定装置30による測定精度が低下してしまうことを抑制できる。よって、光学センサを有する膜厚測定装置30による基板200の膜厚の検出精度の向上を図ることができる。
In such a
図20に示す例では、第1層171と第2層172とを接着するための接着層174が第1層171の裏面に設けられるものとした。しかしながら、こうした例に限定されず、接着層174は、第2層172の上面に設けられるものとしてもよい。図21は、変形例の研磨パッド170Aの一例を示す図20に対応する図である。図21に示すように、第2層172の上面に接着層174が形成される場合、第2層172の縁部1726上面に接着層174が存在する。そして、この縁部1726上面の接着層174を利用して、窓部材72と第2層172との固定がなされてもよい。一例として、窓部材72が取付縁部72aを有するものとし、取付縁部72aが縁部1726の上面に載置されることにより、窓部材72が第2層172に固定されてもよい。
In the example shown in FIG. 20, an
図22は、2つの層を有するパッド本体の変形例における第1層の一例を研磨面側から見た図であり、図23は、2つの層を有するパッド本体の変形例における第2層の一例を研磨面側から見た図である。また、図24は、第1層と第2層とが重ねられた変形例の研磨パッドにおける図22及び図23のA24-A24領域の端面図である。図22-図24に示す研磨パッド170Aは、第1層171Aと、第2層172と、を有する。第1層171Aは、その表面が研磨面173Aを構成する。第2層172は、第1層171の裏面(研磨面173の反対側の面)に接着層174Aを介して積層される。なお、第2層172は、図19に示す第2層172と同一である。
FIG. 22 is a diagram of an example of the first layer in a modification of the pad body having two layers, viewed from the polishing surface side, and FIG. 23 is a diagram of the second layer in the modification of the pad body having two layers. It is the figure which looked at an example from the polishing surface side. FIG. 24 is an end view of the modified polishing pad in which the first layer and the second layer are superimposed, taken along the line A24-A24 of FIGS. 22 and 23. FIG. A
図22に示す第1層171Aは、図18に示す第1層171と概ね同一であり、図18に示す第1層171と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。図22及び図24に示すように、変形例の第1層171Aには、第2層172の縁部1726に対応する縁部1716が設けられている。第1層171Aの縁部1716は、第1層171Aの貫通孔1718から離間している。
The
こうした変形例の研磨パッド170Aにおいても、上記した研磨パッド170と同様の効果を奏することができる。
Also in the
次に、2つの層を有する研磨パッドを製造する製造方法の一例を説明する。以下では、代表として、研磨パッド170A(図22-図24参照)の製造方法について説明する。まず、研磨パッド170Aの製造として、第2層172を用意する工程について説明する。図25-図27は、第2層の用意工程の一例を説明するための図である。まず、図25に示すように、第2層172の素材としてのパッド182を用意する。一例として、パッド182は、上記したパッドブロック130のような複数の第2層172を構成するパッドブロックを切断することによって用意されてもよいし、一枚の第2層172を構成するパッド182が成形されることにより用意されてもよい。
Next, an example of a manufacturing method for manufacturing a polishing pad having two layers will be described. As a representative example, the manufacturing method of the
図26に示すように、用意したパッド182の上面(第1層171Aと接触する側の面)に、接着層174Aが設けられる。接着層174Aとしては、一例として、両面テープ、または接着剤(一例として、ホットメルト接着剤、UV硬化型接着剤)などを採用することができる。そして、図27に示すように、パッド182の上面に、囲繞凹部1724
と溝1729とを形成することにより、第2層172が用意される。なお、囲繞凹部1724と溝1729との形成は、公知の加工方法によってなされればよい。また、パッド182に接着層174Aを設ける前に、パッド182表面には、囲繞凹部1724と溝1729とが形成される場所にマスクが施されるものとしてもよい。または、接着層174Aは、囲繞凹部1724と溝1729とが形成される場所に目印または切込みが形成されるものとしてもよい。こうすれば、パッド182への囲繞凹部1724と溝1729との形成を容易にすることができる。
As shown in FIG. 26, an
The
続いて、研磨パッド170Aの製造として、第1層171Aを用意する工程について説明する。図28、図29は、第1層の用意工程の一例を説明するための図である。なお、説明の都合上、第2層172の用意工程の後に第1層171Aの用意工程を説明するが、第1層171Aを用意した後に第2層172が用意されてもよいし、第1層171Aの用意工程と第2層172の用意工程とが少なくとも一部並列して行われるものとしてもよい。図28に示すように、第1層171Aの素材としてのパッド181を用意する。パッド181は、第2層172の素材としてのパッド182と同様に、パッドブロックを切断することによって用意されてもよいし、1枚のパッドが成形されることにより用意されてもよい。そして、図29に示すように、パッド181に、貫通孔1718と、縁部1716とを画定する切込み181aを形成することにより、第1層171Aが用意される。なお、図29に示す例では、パッド181は、形成した切込み181aによって物理的に複数の部分に分けられているが、切込み181aを形成した部分を取り除くことなく嵌め込まれたままとしている。
Next, a process of preparing the
図30は、図27に示す第2層と図29に示す第1層との積層体の一例を示す。図30に示すように、用意された第1層171Aと第2層172とが積層されて接着層174Aによって接着される。図30に示す例では、この状態で、貫通孔1718と縁部1716とを画定する切込み181aによって分離された部分が取り除かれることにより、第1層171Aに貫通孔1718が形成されている。これにより、第1層171Aの貫通孔1718の内側に設けられる縁部1716と、第2層172の縁部1726とを容易に位置合わせすることができる。
FIG. 30 shows an example of a laminate of the second layer shown in FIG. 27 and the first layer shown in FIG. As shown in FIG. 30, the prepared
そして、図31に示すように、第1層171Aと第2層172との積層体に貫通孔1728を形成して、形成した貫通孔1728に窓部材72を取り付けることにより、2つの層を有する研磨パッド170Aが製造される。なお、貫通孔1728は、第1層171Aと第2層172とを貫通する孔であり、公知の加工方法によって形成されればよい。このように、第1層171Aと第2層172とを積層した後に、第1層171Aと第2層172とを貫通する貫通孔1728を形成することで、窓部材72に適した貫通孔1728を容易に形成することができる。なお、貫通孔1728への窓部材72の取り付けは、単層の研磨パッド70の製造方法において説明したのと同様に、予め形成された窓部材72が貫通孔1728に取り付けられるものとしてもよいし、貫通孔1728に流動性のある材料が充填されることで構成されてもよい。また、窓部材72が取付縁部72aを有するような場合には、パッド140に取付縁部72aに対応する段差部が形成されればよい。
Then, as shown in FIG. 31, a through-
上記した2つの層を有する研磨パッドでは、研磨面173のある研磨層を含む上層である第1層(171など)と支持層を含む下層である第2層(172など)との材質は同じでも異なっていてもよい。より平坦性の高い研磨を達成するために基板200の材質とその被研磨膜質に応じて、第1層を第2層よりも硬質に設定してもよい。
In the polishing pad having the two layers described above, the first layer (171, etc.) that is the upper layer including the polishing layer having the polishing
上記した実施形態および変形例の研磨パッドでは、窓部材72は、接着層によってパッド本体702に対して概ね移動不能に固定されるものとした。しかしながら、こうした例に限定されず、窓部材72は、パッド本体702に対して移動可能に保持されるものとし
てもよい。一例として、窓部材72は、パッド本体702に対して、貫通孔708の貫通方向に移動可能に構成されてもよい。
In the polishing pads of the embodiment and modification described above, the
図32-図34は、窓部材がパッド本体に対して貫通孔の貫通方向に移動可能に保持されている研磨パッドの一例を示す図である。なお、図32-図34は、研磨パッド70Cが研磨テーブル11上に載置されて示されている。研磨パッド70Cは、パッド本体702と窓部材72とに接着される接着層74Cが柔軟性を有し、窓部材72がパッド本体702に対して貫通孔708の貫通方向(図中、上下方向)に移動可能である点を除いて、上記した研磨パッド70と同一であるものとする。ただし、研磨パッド70Cは、研磨パッド70と同様の形状であることに限定されず、囲繞凹部704または溝710を有しなくてもよいし、研磨面71に他の溝が形成されてもよい。また、図32-図34に示す例では、接着層74Cは、研磨パッド70Cの裏面(研磨面71と反対側の面)に設けられているが、こうした例に限定されず、一例として、窓部材72とパッド本体702の貫通孔708との間に介在するように設けられてもよい。接着層74Cは、窓部材72をパッド本体702に移動可能に保持するための保持部材の一例に相当する。ただし、研磨パッド70Cは、接着層74Cに代えて、または加えて、窓部材72をパッド本体702に対して移動可能に保持する他の保持部材を備えていてもよい。また、接着層74Cとしては、例えば気密性がありPET(ポリエチレンテレフタレート)製のフィルム状の基材の両面に粘着剤を塗布した両面テープを採用することができるが、こうした例に限定されない。
32 to 34 are diagrams showing an example of a polishing pad in which a window member is held movably in the penetrating direction of the through hole with respect to the pad body. 32 to 34 show the
本実施形態では、研磨テーブル11は、窓部材72が進入可能な開口11aが形成されている。つまり、研磨テーブル11は、パッド本体702の裏面(下面)を支持するための支持面11bを有し、この支持面11bに開口11aが形成されている。ここで、開口11aは、窓部材72の形状(研磨パッド70Cの研磨面に平行な平面における形状)に対応した形状であることが好ましく、一例として、開口11aに進入した窓部材72と若干の隙間を有するように、窓部材72より所定寸法だけ大きい形状であることが好ましい。図32-図34に示す例では、開口11aには、上述の図2と図3で示すガラス板46が設けられていないが、窓部材72の開口11a内の下方への移動距離を考慮して窓部材72の下面とガラス板46とが接触しないように両者の間に隙間を設けるように(支持面11bよりも下方に)ガラス板46を設置してもよい。また、研磨パッド70Cは単層のものでなく、接着層74Cを設けた上で上述の2つ以上の層を有する積層した研磨パッドを適用してもよい。
In this embodiment, the polishing table 11 is formed with an
本実施形態では、窓部材72とパッド本体702との高さは概ね同一となるように構成されている。このため、研磨パッド70Cが新規に研磨テーブル11上に設けられたときには、図32に示すように、研磨面71と窓部材72の上面とは概ね面一となる(同一平面を構成する)。そして、研磨処理によって、研磨パッド70Cが使用されると、パッド本体702が消耗して、図33に示すように、パッド本体702の高さが低くなることが想定され得る。こうした場合にも、図34に示すように、研磨の際に基板保持部材13に保持された基板200が研磨パッド70Cに押し当てられることにより、窓部材72が押圧されて研磨テーブル11の開口11a内に進入することで、パッド本体702の研磨面71と窓部材72の上面との高さ関係を維持することができる。これにより、窓部材72と基板200との接触による基板200の損傷を抑制できると共に、窓部材72の損傷を抑制して膜厚測定装置30による基板200の膜厚の検出精度の向上を図ることができる。ただし、窓部材72は、パッド本体702との高さは概ね同一となるように構成されるものに限定されず、パッド本体702の高さよりも若干大きい高さを有するように構成されてもよい。こうした場合にも、図34に示すのと同様に、研磨の際に基板保持部材13に保持された基板200が研磨パッド70Cに押し当てられることにより、窓部材72が押圧されて研磨テーブル11の開口11a内に進入することで、パッド本体702の研磨面71と窓部材72の上面との高さ関係を維持することができる。
In this embodiment, the heights of the
本発明は、以下の形態としても記載することができる。
[形態1]形態1によれば、光学センサを備える基板研磨装置のための研磨パッドが提案され、前記研磨パッドは、表面が研磨面を構成するパッド本体であって、貫通孔が形成されているパッド本体と、前記光学センサのセンシング光を通過させるための窓部材であって、前記貫通孔に収容される窓部材と、を備え、前記パッド本体は、前記貫通孔を画定する縁部を囲繞し、前記縁部よりも前記研磨面に対して凹んだ囲繞凹部を有し、前記囲繞凹部は、前記研磨パッドの外周面に延びる溝と連通している。
形態1によれば、基板表面の状態を検出するための光学センサを備える基板研磨装置において、光学センサによる検出精度の向上を図ることができる。
The present invention can also be described as the following forms.
[Mode 1] According to
According to the first aspect, it is possible to improve the detection accuracy of the optical sensor in the substrate polishing apparatus including the optical sensor for detecting the state of the substrate surface.
[形態2]形態2によれば、形態1において、前記囲繞凹部と前記溝とは同一の深さを有する。
[Mode 2] According to Mode 2, in
[形態3]形態3によれば、形態1または2において、前記溝は、前記パッド本体に格子状に形成される。
[Mode 3] According to Mode 3, in
[形態4]形態4によれば、形態1から3において、前記溝は、前記パッド本体に放射状、同心円状、または螺旋状に形成される。
[Mode 4] According to Mode 4, in
[形態5]形態5によれば、形態1から4において、前記パッド本体は、前記研磨面を有する第1パッド層と、前記第1パッド層に積層される第2パッド層と、を有し、前記溝は、前記第2パッド層に形成される。
[Mode 5] According to Mode 5, in
[形態6]形態6によれば、形態1から5において、前記窓部材は、前記貫通孔を画定する前記縁部と接触するように前記貫通孔に収容される。換言すれば、窓部材は、パッド本体との間に隙間が形成されないように貫通孔に収容される。
[Mode 6] According to mode 6, in
[形態7]形態7によれば、形態1から5において、前記窓部材は、前記パッド本体との間に隙間が形成されるように前記貫通孔に収容される。
[Mode 7] According to
[形態8]形態8によれば、形態1から7において、前記パッド本体と前記窓部材とは同一の厚さを有するまたは、前記窓部材は前記パッド本体よりも大きい厚さを有する。
[Mode 8] According to Mode 8, in
[形態9]形態9によれば、形態1から8において、前記窓部材には、前記センシング光の散乱を抑制するための散乱抑制層が設けられている。
[Mode 9] According to Mode 9, in
[形態10]形態10によれば、形態1から9において、前記窓部材は、前記パッド本体の前記研磨面とは反対側の面に表面粗さの改善処理が施されている。
[Mode 10] According to
[形態11]形態11によれば、基板研磨装置が提案され、前記基板研磨装置は、形態1から10のいずれか一項に記載の研磨パッドと、前記研磨パッドを取り付けるための研磨テーブルと、前記研磨テーブルに対向するように設けられた、基板を保持するための研磨ヘッドと、前記研磨テーブルに設けられた、前記基板の研磨の進行を測定するための光学センサと、を備える。
形態11によれば、基板研磨装置において、光学センサによる検出精度の向上を図ることができる。
[Mode 11] According to
According to the eleventh aspect, it is possible to improve the detection accuracy of the optical sensor in the substrate polishing apparatus.
[形態12]形態12によれば、形態1から10の研磨パッドを製造するための方法が提案され、前記研磨パッドの製造方法は、切断されることにより複数のパッド本体となるパッドブロックを用意するステップと、前記パッドブロックに対して前記貫
通孔を画定する孔を形成するステップと、前記パッドブロックを切断してパッド本体を形成するステップと、前記形成された研磨パッドの前記貫通孔に窓部材を取り付けるステップと、を含む。
[Mode 12] According to
[形態13]形態13によれば、形態1から10の研磨パッドを製造するための方法が提案され、前記研磨パッドの製造方法は、切断されることにより複数のパッド本体となるパッドブロックを用意するステップと、前記パッドブロックに対して前記貫通孔を画定する孔を形成するステップと、前記パッドブロックに形成された前記孔に窓ブロックを配置するステップと、前記パッドブロックと前記窓ブロックとを切断してパッド本体と窓部材とを形成するステップと、を含む。
[Mode 13] According to
[形態14]形態14によれば、研磨パッドと、前記研磨パッドを取り付けるための研磨テーブルと、前記研磨テーブルに対向するように設けられた、基板を保持するための研磨ヘッドと、前記研磨テーブルに設けられた、前記基板の研磨の進行を測定するための光学センサと、を備える基板研磨装置が提案される。前記研磨パッドは、表面が研磨面を構成するパッド本体であって、貫通孔が形成されているパッド本体と、前記光学センサのセンシング光を通過させるための窓部材であって、前記貫通孔に収容される窓部材と、前記窓部材を前記パッド本体に対して前記貫通孔の貫通方向に移動可能に保持する保持部材と、を有する。前記研磨テーブルは、前記パッド本体の裏面を支持するための支持面を有し、前記支持面には、前記窓部材が進入可能な開口が形成されている。
形態14によれば、基板表面の状態を検出するための光学センサを備える基板研磨装置において、窓部材と基板との接触による基板の損傷を抑制することができると共に、窓部材の損傷を抑制して光学センサによる検出精度の向上を図ることができる。
[Mode 14] According to
According to
[形態15]形態15によれば、形態14において、前記研磨パッドは、前記研磨テーブルの前記支持面に接着層によって取り付けられる。
[Mode 15] According to
[形態16]形態16によれば、形態15において、前記保持部材は、前記接着層である。
[Mode 16] According to Mode 16, in
[形態17]形態17によれば、形態14から16において、前記保持部材は、気密性がある両面テープである。
[Mode 17] According to
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、実施形態および変形例の任意の組み合わせが可能であり、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the above-described embodiment of the present invention is for facilitating understanding of the present invention, and does not limit the present invention. The present invention may be modified and improved without departing from its spirit, and the present invention includes equivalents thereof. In addition, any combination of the embodiments and modifications is possible within the scope of solving at least part of the above-described problems or achieving at least part of the effects, and is described in the scope of claims and the specification. Any combination or omission of each component is possible.
10 研磨装置
11 研磨テーブル
13 基板保持部材
20 研磨制御装置
30 膜厚測定装置
40 センサーモジュール
41 センサーヘッド
42 治具
60 データ処理システム
70,70A,70B,70C 研磨パッド
71 研磨面
72 窓部材
72f 散乱抑制層
74,74C 接着層
702 パッド本体
704,704A,704B 囲繞凹部
708,708A,708B 貫通孔
710,710A,710B 溝
712 隙間
170,170A 研磨パッド
171 第1層(第1パッド層)
172 第2層(第2パッド層)
173,173A 研磨面
1724 囲繞凹部
1728 貫通孔
1729 溝
200 基板
202 膜
L1 入射光
L2 反射光
REFERENCE SIGNS
172 second layer (second pad layer)
173, 173A polished
Claims (17)
表面が研磨面を構成するパッド本体であって、貫通孔が形成されているパッド本体と、
前記光学センサのセンシング光を通過させるための窓部材であって、前記貫通孔に収容される窓部材と、
を備え、
前記パッド本体は、前記貫通孔を画定する縁部を囲繞し、前記縁部よりも前記研磨面に対して凹んだ囲繞凹部を有し、前記囲繞凹部は、前記研磨パッドの外周面に延びる溝と連通している、
研磨パッド。 A polishing pad for a substrate polishing apparatus comprising an optical sensor, comprising:
a pad body having a polishing surface and a through hole formed therein;
a window member for passing sensing light from the optical sensor, the window member being accommodated in the through hole;
with
The pad body has a surrounding recess that surrounds an edge defining the through hole and is recessed from the edge with respect to the polishing surface, and the surrounding recess is a groove extending to the outer peripheral surface of the polishing pad. is in communication with
polishing pad.
前記溝は、前記第2パッド層に形成される、
請求項1から4の何れか1項に記載の研磨パッド。 The pad body has a first pad layer having the polishing surface and a second pad layer laminated on the first pad layer,
the groove is formed in the second pad layer;
The polishing pad according to any one of claims 1 to 4.
前記研磨パッドを取り付けるための研磨テーブルと、
前記研磨テーブルに対向するように設けられた、基板を保持するための研磨ヘッドと、
前記研磨テーブルに設けられた、前記基板の研磨の進行を測定するための光学センサと、
を備える、基板研磨装置。 A polishing pad according to any one of claims 1 to 10;
a polishing table for mounting the polishing pad;
a polishing head for holding a substrate provided to face the polishing table;
an optical sensor provided on the polishing table for measuring progress of polishing of the substrate;
A substrate polishing apparatus comprising:
切断されることにより複数のパッド本体となるパッドブロックを用意するステップと、
前記パッドブロックに対して前記貫通孔を画定する孔を形成するステップと、
前記パッドブロックを切断してパッド本体を形成するステップと、
前記形成された研磨パッドの前記貫通孔に窓部材を取り付けるステップと、
を含む研磨パッドの製造方法。 A method for manufacturing a polishing pad according to any one of claims 1 to 10, comprising:
preparing a pad block that becomes a plurality of pad bodies by being cut;
forming a hole in the pad block that defines the through hole;
cutting the pad block to form a pad body;
attaching a window member to the formed through-hole of the polishing pad;
A method of manufacturing a polishing pad comprising:
切断されることにより複数のパッド本体となるパッドブロックを用意するステップと、
前記パッドブロックに対して前記貫通孔を画定する孔を形成するステップと、
前記パッドブロックに形成された前記孔に窓ブロックを配置するステップと、
前記パッドブロックと前記窓ブロックとを切断してパッド本体と窓部材とを形成するステップと、
を含む研磨パッドの製造方法。 A method for manufacturing a polishing pad according to any one of claims 1 to 10, comprising:
preparing a pad block that becomes a plurality of pad bodies by being cut;
forming a hole in the pad block that defines the through hole;
placing a window block in the hole formed in the pad block;
cutting the pad block and the window block to form a pad body and a window member;
A method of manufacturing a polishing pad comprising:
前記研磨パッドを取り付けるための研磨テーブルと、
前記研磨テーブルに対向するように設けられた、基板を保持するための研磨ヘッドと、
前記研磨テーブルに設けられた、前記基板の研磨の進行を測定するための光学センサと、
を備え、
前記研磨パッドは、
表面が研磨面を構成するパッド本体であって、貫通孔が形成されているパッド本体と、
前記光学センサのセンシング光を通過させるための窓部材であって、前記貫通孔に収容される窓部材と、
前記窓部材を前記パッド本体に対して前記貫通孔の貫通方向に移動可能に保持する保持部材と、
を有し、
前記研磨テーブルは、前記パッド本体の裏面を支持するための支持面を有し、前記支持面には、前記窓部材が進入可能な開口が形成されている、
基板研磨装置。 a polishing pad;
a polishing table for mounting the polishing pad;
a polishing head for holding a substrate provided to face the polishing table;
an optical sensor provided on the polishing table for measuring progress of polishing of the substrate;
with
The polishing pad is
a pad body having a polishing surface and a through hole formed therein;
a window member for passing sensing light from the optical sensor, the window member being accommodated in the through hole;
a holding member that holds the window member movably in the penetrating direction of the through hole with respect to the pad body;
has
The polishing table has a support surface for supporting the back surface of the pad body, and the support surface is formed with an opening into which the window member can enter.
Substrate polishing equipment.
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