JP6985107B2 - 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、前記研磨テーブルの中心から前記第1膜厚センサおよび前記第2膜厚センサまで延びる2つの直線のなす角度をθ、前記最新の信号値をS2a、前記前回の信号値をS2b、前記補間信号値をWAとすると、前記補間信号値は、
WA=S2a×((360−θ)/360)+S2b×(θ/360)
で与えられることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第1膜厚センサが生成した信号値、および前記補間信号値に基づいて、前記基板の研磨終点を決定することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第1膜厚センサの信号値および前記補間信号値のうちのいずれか1つが目標値に達したときに前記基板の研磨を停止させることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第1膜厚センサの信号値から換算された膜厚値および前記補間信号値から換算された膜厚値のうちのいずれか1つが目標値に達したときに前記基板の研磨を停止させることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨圧力の目標値に基づいて、前記研磨ヘッドから前記基板に加えられる研磨圧力を制御する動作制御部をさらに備えたことを特徴とする。
WA=S2a×((360−θ)/360)+S2b×(θ/360)
で表される式をその内部に予め格納していることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記データ処理部は、前記第1膜厚センサが生成した信号値、および前記補間信号値を用いて、膜厚プロファイルを作成するように構成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記データ処理部は、前記第1膜厚センサが生成した信号値、および前記補間信号値に基づいて、前記基板の研磨終点を決定するように構成されていることを特徴とする。
図1は、研磨装置の一実施形態を示す模式図である。図1に示すように、研磨装置は、研磨パッド2を支持する研磨テーブル3と、基板の一例であるウェーハWを研磨パッド2に押し付ける研磨ヘッド1と、研磨テーブル3を回転させるテーブルモータ6と、研磨パッド2上に研磨液(スラリー)を供給するための研磨液供給ノズル5とを備えている。研磨パッド2の表面は、ウェーハWを研磨する研磨面2aを構成する。研磨テーブル3はテーブルモータ6に連結されており、研磨テーブル3および研磨パッド2を一体に回転させるように構成されている。研磨ヘッド1は、研磨ヘッドシャフト11の端部に固定されており、研磨ヘッドシャフト11は、ヘッドアーム15に回転可能に支持されている。
2 研磨パッド
2a 研磨面
3 研磨テーブル
5 研磨液供給ノズル
6 テーブルモータ
7a,7b,7c 膜厚センサ
9 コンピュータ
9A データ処理部
9B 動作制御部
9C センサ制御部
11 研磨ヘッドシャフト
15 ヘッドアーム
19 テーブル回転位置検出器
20 センサターゲット
21 近接センサ
23 モータドライバ
31 ヘッド本体
32 リテーナリング
34 メンブレン(弾性膜)
36 メンブレン(ローリングダイヤフラム)
40 ロータリージョイント
C1,C2,C3,C4,C5 圧力室
F1,F2,F3,F4,F5 気体移送ライン
R1,R2,R3,R4,R5 圧力レギュレータ
Claims (15)
- 研磨テーブルの中心から同じ距離に配置された第1膜厚センサおよび第2膜厚センサを前記研磨テーブルとともに回転させ、
前記回転する研磨テーブル上の研磨パッドに研磨ヘッドで基板を押し付けて該基板の表面を研磨し、
前記基板の研磨中、前記研磨テーブルが一回転するたびに、前記第1膜厚センサは、前記基板の表面上の、前記基板の中心からの距離が異なる複数の第1測定点での膜厚を示す信号値を生成し、かつ前記第2膜厚センサは、前記基板の表面上の、前記基板の中心からの距離が異なる複数の第2測定点での膜厚を示す信号値を生成し、前記基板の中心から前記複数の第1測定点までの各距離は、前記基板の中心から前記複数の第2測定点までの各距離とは異なっており、
前記第1膜厚センサおよび前記第2膜厚センサが生成した信号値に基づいて、前記研磨ヘッドから前記基板に加えられる研磨圧力を制御することを特徴とする研磨方法。 - 研磨テーブルの中心から同じ距離に配置された第1膜厚センサおよび第2膜厚センサを前記研磨テーブルとともに回転させ、
前記回転する研磨テーブル上の研磨パッドに研磨ヘッドで基板を押し付けて該基板の表面を研磨しながら、前記第1膜厚センサおよび前記第2膜厚センサは前記基板の表面上の、前記基板の中心からの距離が異なる測定点での膜厚を示す信号値を生成し、
前記研磨テーブルのN回目の回転内の第1時点において前記第1膜厚センサが生成した信号値を取得し、
前記研磨テーブルのN回目の回転中に前記第2膜厚センサが生成した最新の信号値と、前記研磨テーブルのN−1回目の回転中に前記第2膜厚センサが生成した前回の信号値を取得し、
前記第1時点での前記第2膜厚センサの信号値に相当する補間信号値を、前記最新の信号値と前記前回の信号値から計算し、
前記第1時点で前記第1膜厚センサが生成した信号値、および前記補間信号値に基づいて、前記研磨ヘッドから前記基板に加えられる研磨圧力を制御することを特徴とする研磨方法。 - 前記補間信号値は、前記最新の信号値と前記前回の信号値の加重平均であることを特徴とする請求項2に記載の研磨方法。
- 前記研磨テーブルの中心から前記第1膜厚センサおよび前記第2膜厚センサまで延びる2つの直線のなす角度をθ、前記最新の信号値をS2a、前記前回の信号値をS2b、前記補間信号値をWAとすると、前記補間信号値は、
WA=S2a×((360−θ)/360)+S2b×(θ/360)
で与えられることを特徴とする請求項3に記載の研磨方法。 - 前記第1膜厚センサが生成した信号値、および前記補間信号値を用いて、膜厚プロファイルを作成することを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一項に記載の研磨方法。
- 前記第1膜厚センサが生成した信号値、および前記補間信号値に基づいて、前記基板の研磨終点を決定することを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一項に記載の研磨方法。
- 前記第1膜厚センサの信号値および前記補間信号値のうちのいずれか1つが目標値に達したときに前記基板の研磨を停止させることを特徴とする請求項6に記載の研磨方法。
- 前記第1膜厚センサの信号値から換算された膜厚値および前記補間信号値から換算された膜厚値のうちのいずれか1つが目標値に達したときに前記基板の研磨を停止させることを特徴とする請求項6に記載の研磨方法。
- 研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、
基板を前記研磨パッドに押し付けて前記基板を研磨する研磨ヘッドと、
前記研磨テーブルに設置され、前記研磨テーブルの中心から同じ距離に配置された第1膜厚センサおよび第2膜厚センサと、
前記第1膜厚センサおよび前記第2膜厚センサにトリガー信号を送信して、前記第1膜厚センサおよび前記第2膜厚センサに、前記基板の表面上の、前記基板の中心からの距離が異なる測定点での膜厚を示す信号値を生成させるセンサ制御部と、
前記第1膜厚センサおよび前記第2膜厚センサから前記信号値を受け取り、前記信号値に基づいて、前記研磨ヘッドから前記基板に加えられる研磨圧力の目標値を決定するデータ処理部を備え、
前記センサ制御部は、前記研磨テーブルが一回転するたびに、前記第1膜厚センサに、前記基板の表面上の、前記基板の中心からの距離が異なる複数の第1測定点での膜厚を示す信号値を生成させ、かつ前記第2膜厚センサに、前記基板の表面上の、前記基板の中心からの距離が異なる複数の第2測定点での膜厚を示す信号値を生成させるように構成され、前記基板の中心から前記複数の第1測定点までの各距離は、前記基板の中心から前記複数の第2測定点までの各距離とは異なっていることを特徴とする研磨装置。 - 前記研磨テーブルの回転位置を検出するテーブル回転位置検出器をさらに備え、
前記センサ制御部は、前記テーブル回転位置検出器から送られた前記研磨テーブルの回転位置信号と前記研磨テーブルの回転速度に基づいて、トリガー信号を前記第1膜厚センサおよび前記第2膜厚センサに送信するタイミングを決定し、前記決定されたタイミングで前記第1膜厚センサおよび前記第2膜厚センサに前記トリガー信号を送信して、前記第1膜厚センサおよび前記第2膜厚センサに、前記基板の表面上の、前記基板の中心からの距離が異なる測定点での膜厚を示す信号値を生成させることを特徴とする請求項9に記載の研磨装置。 - 前記研磨圧力の目標値に基づいて、前記研磨ヘッドから前記基板に加えられる研磨圧力を制御する動作制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項9または10に記載の研磨装置。
- 研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、
基板を前記研磨パッドに押し付けて前記基板を研磨する研磨ヘッドと、
前記研磨テーブルに設置され、前記研磨テーブルの中心から同じ距離に配置された第1膜厚センサおよび第2膜厚センサと、
前記第1膜厚センサおよび前記第2膜厚センサにトリガー信号を送信して、前記第1膜厚センサおよび前記第2膜厚センサに、前記基板の表面上の、前記基板の中心からの距離が異なる測定点での膜厚を示す信号値を生成させるセンサ制御部と、
前記第1膜厚センサおよび前記第2膜厚センサから前記信号値を受け取り、前記信号値に基づいて、前記研磨ヘッドから前記基板に加えられる研磨圧力の目標値を決定するデータ処理部を備え、
前記データ処理部は、
前記研磨テーブルのN回目の回転内の第1時点において前記第1膜厚センサが生成した信号値を取得し、
前記研磨テーブルのN回目の回転中に前記第2膜厚センサが生成した最新の信号値と、前記研磨テーブルのN−1回目の回転中に前記第2膜厚センサが生成した前回の信号値を取得し、
前記第1時点での前記第2膜厚センサの信号値に相当する補間信号値を、前記最新の信号値と前記前回の信号値から計算し、
前記第1時点で前記第1膜厚センサが生成した信号値、および前記補間信号値に基づいて、前記研磨ヘッドから前記基板に加えられる研磨圧力の目標値を決定するように構成されていることを特徴とする研磨装置。 - 前記研磨テーブルの中心から前記第1膜厚センサおよび前記第2膜厚センサまで延びる2つの直線のなす角度をθ、前記最新の信号値をS2a、前記前回の信号値をS2b、前記補間信号値をWAとすると、前記データ処理部は、
WA=S2a×((360−θ)/360)+S2b×(θ/360)
で表される式をその内部に予め格納していることを特徴とする請求項12に記載の研磨装置。 - 前記データ処理部は、前記第1膜厚センサが生成した信号値、および前記補間信号値を用いて、膜厚プロファイルを作成するように構成されていることを特徴とする請求項12または13に記載の研磨装置。
- 前記データ処理部は、前記第1膜厚センサが生成した信号値、および前記補間信号値に基づいて、前記基板の研磨終点を決定するように構成されていることを特徴とする請求項12または13に記載の研磨装置。
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