JP5301931B2 - 研磨方法および研磨装置 - Google Patents
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Description
本発明の好ましい態様は、前記ターゲットと前記基板との接触圧力を一定に維持しながら、前記ターゲットの振動の周波数を測定することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、研磨中に、前記弾性バッグを通じて前記基板の表面に光を照射し、該基板から戻ってくる反射光の強度を測定することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、測定された前記反射光の強度に基づいて、前記基板の膜厚を監視することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記ターゲットが接触する基板の箇所と、前記光を照射する基板の箇所とは同一であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記周波数と前記反射光の強度とを選択的に監視することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、研磨中に、前記ターゲットの画像を取得し、前記画像から前記ターゲットの振動の周波数を解析することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記弾性バッグに供給される流体の圧力を調整する圧力調整機構をさらに備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記振動測定部は、前記弾性バッグに封入された流体の圧力を測定する圧力センサであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記弾性バッグは光透過性を有する材料から構成されており、前記弾性バッグを介して前記基板の表面の画像を取得する画像取得手段をさらに備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記画像取得手段によって取得された画像から前記基板の表面の構造を解析する画像解析部をさらに備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記制御部は、前記圧力調整機構を介して前記基板と前記ターゲットとの接触圧力を一定に制御することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記振動測定部は、前記ターゲットの画像を取得する画像取得手段と、前記画像取得手段によって取得された画像から前記ターゲットの振動の周波数を解析する画像解析部とを備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨テーブルには、その上面で開口する液体室が設けられ、前記ターゲットは、前記液体室内に配置されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記制御部は、測定された前記反射光の強度に基づいて、前記基板の膜厚を監視することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記ターゲットが接触する基板の箇所と、前記反射強度測定部が光を照射する基板の箇所とは同一であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記制御部は、前記周波数と前記反射光の強度とを選択的に監視することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨テーブルの振動の周波数を測定するリファレンス測定部をさらに備え、前記振動測定部は前記研磨テーブルに設けられ、前記制御部は、前記振動測定部の測定値から前記リファレンス測定部の測定値を除算することを特徴とする。
以下に説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付して、その重複する説明を省略する。
図1は、本発明の原理を説明するための研磨装置の断面を示す模式図である。図1に示すように、この研磨装置は、研磨パッド1を保持する研磨テーブル2と、膜を有するウェハWを保持して研磨パッド1に押圧するトップリング3と、研磨パッド1に研磨液(スラリー)を供給する研磨液供給ノズル4とを備えている。研磨テーブル2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、軸心周りに回転可能になっている。研磨パッド1は研磨テーブル2の上面に固定されている。
X(t)=ρλ1(t)/(ρλ1(t)+ρλ2(t))
ここで、ρは反射強度、tは研磨時間を表す。
2 研磨テーブル
3 トップリング
4 研磨液供給ノズル
6 トップリングシャフト
10 ターゲット
11 振動測定部
12 制御部
15 変位変換部材
20 自由継手
21 トップリング本体
22 リテーナリング
26 弾性パッド
27 チャッキングプレート
31〜35 流体路
40 圧力調整部
45 凹部
46 ばね
50 部屋
52 ミラー
54 液体供給路
55 液体排出路
57 切れ込み線
58 閉塞プレート
60 流体供給路
61 流体供給源
62 圧力調整機構
63 圧力センサ
65,66 光ファイバー
67 光源
68 光パワーメータ
70 反射強度測定部
71 分光器
72 カメラ
73,74 画像解析部
75 リファレンスセンサ
Claims (26)
- 基板を基板保持部により保持し、
研磨テーブルに取り付けられた研磨パッドの研磨面に基板を押圧し、
前記基板保持部と前記研磨テーブルとを相対移動させて前記基板の表面を研磨し、
研磨中に、前記基板の表面に接触するターゲットの振動の周波数を測定し、
測定された前記周波数が増加または減少して所定の値となったときに、研磨終点に達したと判断し、
前記ターゲットは、内部に流体が封入された弾性バッグを備えることを特徴とする研磨方法。 - 測定された前記周波数に基づいて、前記基板の複数の領域に対する押圧力を制御することを特徴とする請求項1に記載の研磨方法。
- 前記ターゲットと前記基板との接触圧力を一定に維持しながら、前記ターゲットの振動の周波数を測定することを特徴とする請求項1に記載の研磨方法。
- 研磨中に、前記弾性バッグを通じて前記基板の表面に光を照射し、該基板から戻ってくる反射光の強度を測定することを特徴とする請求項1に記載の研磨方法。
- 測定された前記反射光の強度に基づいて、前記基板の膜厚を監視することを特徴とする請求項4に記載の研磨方法。
- 前記ターゲットが接触する基板の箇所と、前記光を照射する基板の箇所とは同一であることを特徴とする請求項4に記載の研磨方法。
- 前記周波数と前記反射光の強度とを選択的に監視することを特徴とする請求項4に記載の研磨方法。
- 研磨中に、前記基板の表面の画像を取得し、
前記画像から前記基板の表面の構造を解析することを特徴とする請求項1に記載の研磨方法。 - 研磨中に、前記ターゲットの画像を取得し、
前記画像から前記ターゲットの振動の周波数を解析することを特徴とする請求項1に記載の研磨方法。 - 研磨面を有する研磨パッドが取り付けられる研磨テーブルと、
基板を前記研磨面に押圧する基板保持部とを有し、前記研磨テーブルと前記基板保持部の相対移動により基板の表面を研磨する研磨装置であって、
前記基板の表面に接触するターゲットと、
前記ターゲットの振動の周波数を測定する振動測定部と、
前記振動測定部によって測定された前記周波数が増加または減少して所定の値となったときに、研磨終点に達したと判断する制御部とを備え、
前記ターゲットは、内部に流体が封入された弾性バッグを備えることを特徴とする研磨装置。 - 前記基板保持部は、前記基板の複数の領域を独立に押圧する複数の押圧機構を有し、
前記制御部は、前記振動測定部によって測定された前記周波数に基づいて、前記複数の押圧機構の押圧力を制御することを特徴とする請求項10に記載の研磨装置。 - 前記振動測定部は、前記弾性バッグの振動の周波数を測定することを特徴とする請求項10に記載の研磨装置。
- 前記弾性バッグに供給される流体の圧力を調整する圧力調整機構をさらに備えたことを特徴とする請求項10に記載の研磨装置。
- 前記振動測定部は、前記弾性バッグに封入された流体の圧力を測定する圧力センサであることを特徴とする請求項10に記載の研磨装置。
- 前記ターゲットは、前記基板の表面に接触する接触パッドをさらに有しており、
前記接触パッドは、前記弾性バッグに取り付けられており、
前記振動測定部は、前記接触パッドの振動の周波数を測定することを特徴とする請求項10に記載の研磨装置。 - 前記弾性バッグは光透過性を有する材料から構成されており、
前記弾性バッグを介して前記基板の表面の画像を取得する画像取得手段をさらに備えていることを特徴とする請求項10に記載の研磨装置。 - 前記画像取得手段によって取得された画像から前記基板の表面の構造を解析する画像解析部をさらに備えていることを特徴とする請求項16に記載の研磨装置。
- 前記制御部は、前記圧力調整機構を介して前記基板と前記ターゲットとの接触圧力を一定に制御することを特徴とする請求項13に記載の研磨装置。
- 前記振動測定部は、
前記ターゲットの画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段によって取得された画像から前記ターゲットの振動の周波数を解析する画像解析部とを備えていることを特徴とする請求項10に記載の研磨装置。 - 前記振動測定部は、
前記ターゲットに光を照射する投光部と、
前記ターゲットで反射した光を受光する受光部と、
前記受光部によって受光された光の強さを測定する測定部とを有することを特徴とする請求項10に記載の研磨装置。 - 前記研磨テーブルには、その上面で開口する液体室が設けられ、
前記ターゲットは、前記液体室内に配置されていることを特徴とする請求項10に記載の研磨装置。 - 前記弾性バッグを通じて前記基板の表面に光を照射し、該基板から戻ってくる反射光の強度を測定する反射強度測定部をさらに備えたことを特徴とする請求項10に記載の研磨装置。
- 前記制御部は、測定された前記反射光の強度に基づいて、前記基板の膜厚を監視することを特徴とする請求項22に記載の研磨装置。
- 前記ターゲットが接触する基板の箇所と、前記反射強度測定部が光を照射する基板の箇所とは同一であることを特徴とする請求項22に記載の研磨装置。
- 前記制御部は、前記周波数と前記反射光の強度とを選択的に監視することを特徴とする請求項22に記載の研磨装置。
- 前記研磨テーブルの振動の周波数を測定するリファレンス測定部をさらに備え、
前記振動測定部は前記研磨テーブルに設けられ、
前記制御部は、前記振動測定部の測定値から前記リファレンス測定部の測定値を除算することを特徴とする請求項10に記載の研磨装置。
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