KR20170039565A - 연마 장치 - Google Patents

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KR20170039565A
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current sensor
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KR1020160121233A
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아키라 나카무라
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

좁은 범위를 측정할 수 있는 종점 검지 센서를 갖고 막 두께 검출 정밀도가 향상된 연마 장치를 제공한다.
연마 장치(10)는 반도체 웨이퍼(WF)를 연마하는 연마 표면(101a)을 갖는 연마 패드(101)와, 연마 패드(101)의, 연마 표면(101a)과는 반대측의 이면(101b)이 설치 가능한 연마 테이블(100)과, 연마 표면(101a)에 대향시켜서 반도체 웨이퍼(WF)를 보유 지지할 수 있는 톱링(1)과, 연마 테이블(100) 내에 배치되어, 연마의 종점을 검지하는 와전류 센서(50)를 갖는다. 연마 테이블(100)은 연마 패드(101)가 설치되는 설치면(104)으로부터 돌출되어 있는 돌출 부재(12)를 설치면(104)에 갖는다. 연마 패드(101)의 이면(101b)은 돌출 부재(12)에 대향하는 부분에 오목부를 갖고, 와전류 센서(50)의 일부는, 돌출 부재(12)의 내부에 배치된다.

Description

연마 장치{POLISHING APPARATUS}
본 발명은 연마 장치에 관한 것으로, 특히 연마의 종점을 검지하는 종점 검지 센서를 구비하고, 반도체 웨이퍼 등의 기판에 성막한 도전성막을 연마하는 데 사용되는 연마 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 반도체 디바이스의 고집적화가 진행됨에 따라서 회로의 배선이 미세화하고, 배선 간 거리도 훨씬 좁아지고 있다. 따라서, 연마 대상물인 반도체 웨이퍼의 표면을 평탄화하는 것이 필요해지지만, 이 평탄화법 중 하나의 수단으로서 연마 장치에 의해 연마(폴리싱)하는 것이 행하여지고 있다.
연마 장치는, 연마 대상물을 연마하기 위한 연마 패드를 보유 지지하기 위한 연마 테이블과, 연마 대상물을 보유 지지해서 연마 패드에 가압하기 위한 톱링을 구비한다. 연마 테이블과 톱링은 각각, 구동부(예를 들어 모터)에 의해 회전 구동된다. 연마제를 함유하는 액체(슬러리)를 연마 패드 위로 흐르게 하고, 거기에 톱링에 보유 지지된 연마 대상물을 압박함으로써, 연마 대상물은 연마된다.
연마 장치에서는, 연마 대상물의 연마가 불충분하면, 회로 간의 절연이 되지 않아, 쇼트될 우려가 발생하고, 또한 연마가 된 경우에는, 배선의 단면적이 줄어드는 것에 의한 저항값의 상승, 또는 배선 자체가 완전히 제거되어, 회로 자체가 형성되지 않는 등의 문제가 발생한다. 이로 인해, 연마 장치에서는 최적의 연마 종점을 검출하는 것이 요구된다.
이러한 기술로서는, 일본 특허 공개 제2012-135865호에 기재된 와전류식 종점 검지 센서(이하에서는, 「와전류 센서」라고 칭함)가 있다. 이 와전류 센서에 있어서는, 솔레노이드형 또는 소용돌이형 코일이 사용되고 있다.
일본 특허 공개 제2012-135865호
최근 들어, 반도체 웨이퍼의 에지 부근의 불량품률을 저감시키기 위해서, 반도체 웨이퍼의 에지의, 더 근접까지 막 두께를 측정하여, In-situ의 폐루프 제어에 의해 막 두께 컨트롤을 행하고자 하는 요구가 있다.
또한, 톱링에는 공기 압력 등을 이용한 에어백 헤드 방식의 것이 있다. 에어백 헤드는, 동심 형상의 복수의 에어백을 갖는다. 와전류 센서에 의한 반도체 웨이퍼 표면의 요철 분해능을 향상시켜서, 폭이 좁은 에어백에 의해 막 두께 컨트롤하기 위해서, 더 좁은 범위의 막 두께를 측정하고자 하는 요구가 있다.
그러나 솔레노이드형 또는 소용돌이형 코일에서는, 자속을 세밀하게 하는 것이 곤란하여, 좁은 범위의 측정에 한계가 있었다.
종래의 일반적인 와전류 센서에 의해, 반도체 웨이퍼의 연마면에 형성되는 와전류의 면적(즉, 와전류 센서의 스폿 직경)은, 약 20㎜ 이상이며, 1점당의 검출 모니터 영역이 일반적으로 넓어, 광범위한 영역을 평균화한 막 두께밖에 얻어지지 않았다. 이로 인해, 잔막 유무의 검출 정밀도 및 프로파일 컨트롤의 정밀도에 한계가 있어, 특히 연마 후의 기판의 에지부에 있어서의 막 두께의 편차에 대응할 수 없었다. 이것은, 기판 위에 성막한 구리막 등의 도전 성막을 연마할 때, 기판의 에지부는 경계 영역이 되어, 여기에 성막되는 막의 막 두께가 다른 장소에 성막되는 막의 막 두께에 비교해서 변화되기 쉽기 때문이다. 또한, 기판의 일부에 남은, 6㎜ 폭 이하의 잔막 검출이 일반적으로 곤란하고, 기판 상으로의 막의 성막 상태, 또는 막의 연마 조건의 변동 등에 의해, 원래 연마해야 할 막이 기판의 일부에 남아 버리는 경우가 있었다.
또한, 와전류 센서의 스폿 직경이 넓은 이유 중 하나는, 센서 코일 직경이 크기 때문이다. 이것을 해결하기 위해서, 와전류 센서의 센서 코일 직경을 작게 하고, 막 두께의 검출 모니터 영역을 작게 하는 것이 고려된다. 그러나 와전류 센서로 막 두께를 검출할 수 있는 와전류 센서로부터 막까지의 거리는, 센서 코일 직경과 상관 관계가 있어, 센서 코일 직경을 작게 하면, 당해 거리는 작아진다. 와전류 센서와 기판 사이에는 연마 패드가 존재하므로, 와전류 센서와 기판 사이의 거리는, 연마 패드의 두께 이하로 할 수는 없다. 센서 코일 직경을 작게 하면, 와전류 센서로 막 두께를 검출할 수 있는 와전류 센서로부터 막까지의 거리가 작아지고, 연마 패드의 두께를 위해, 와전류를 기판에 형성하는 것이 곤란해져, 막 두께의 검출이 곤란해진다.
와전류 센서의 스폿 직경이 넓은 다른 이유는, 반도체 웨이퍼와 와전류 센서의 거리가 이격되어 있으므로, 자속이 넓어지는 것이다. 동일한 코일을 사용한 경우, 반도체 웨이퍼와 와전류 센서 사이의 거리가 이격될수록 자속이 넓어지고, 와전류 센서의 스폿 직경이 커진다. 자속이 넓어질수록 자속이 약해지고, 반도체 웨이퍼에 형성되는 와전류가 약해져, 결과적으로 센서 출력이 작아진다. 반도체 웨이퍼의 막 두께를 고정밀도로 컨트롤하기 위해, 좁은 범위를 측정할 수 있는 와전류 센서가 요망되고 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안해서 이루어진 것으로, 좁은 범위를 측정할 수 있는 종점 검지 센서를 갖고 막 두께 검출 정밀도가 향상된 연마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 출원 발명의 연마 장치의 제1 형태에 의하면, 연마 대상물을 연마하기 위한 연마 표면을 갖는 연마 패드의, 상기 연마 표면과는 반대측의 이면이 설치되는 연마 테이블과, 상기 연마 패드의 상기 연마 표면에 대향시켜서 상기 연마 대상물을 보유 지지할 수 있는 보유 지지부와, 상기 연마 테이블 내에 배치되어, 상기 연마의 종점을 검지하는 종점 검지 센서를 갖는 연마 장치에 있어서, 상기 연마 테이블은, 상기 연마 패드가 설치되는 설치면으로부터 돌출되어 있는 돌출 부재를 상기 설치면 위에 갖고, 상기 종점 검지 센서의 적어도 일부는, 상기 돌출 부재의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 연마 장치가 제공된다.
도 1은, 본 실시예에 관한 연마 장치의 전체 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는, 연마 테이블과 와전류 센서와 반도체 웨이퍼의 관계를 도시하는 평면도이다.
도 3은, 와전류 센서의 구성을 도시하는 도면이며, 도 3의 (a)는 와전류 센서의 구성을 도시하는 블록도이며, 도 3의 (b)는 와전류 센서의 등가 회로도이다.
도 4는, 도 1의 와전류 센서(50) 근방의 확대도를 나타낸다.
도 5는, 연마 테이블과는 독립된 부품인 돌출 부재를 도시하는 단면도이다.
도 6은, 연마 패드(101)의 이면(101b)에 형성된 오목부(30)를 도시하는 도면이다.
도 7은, 연마 패드(101)의 이면(101b)에 형성된 오목부(30)를 도시하는 도면이다.
도 8은, 연마 패드(101)의 이면(101b)에 형성된 오목부(30)를 도시하는 도면이다.
도 9는, 연마 패드(101)의 이면(101b)에 형성된 오목부(30)를 도시하는 도면이다.
도 10은, 연마 패드가 제1 부재와, 제1 부재와는 별개로 독립된 제2 부재를 갖는 예를 도시하는 도면이다.
도 11은, 보강층(28)에 구멍을 갖는 실시예를 도시하는 도면이다.
도 12는, 연마층(26) 및 보강층(28)의 양쪽에 구멍을 갖는 실시예를 도시하는 도면이다.
도 13은, 제2 부재(202)의 연마 표면(101a) 측에, 제3 부재(212)를 갖는 예를 도시하는 도면이다.
도 14는, 제2 부재(202)에 점착제(214)를 설치하고 있는 예를 도시하는 도면이다.
도 15는, 돌출 부재(16)가 연마 패드(101)의 보강층(28)에 접촉하는 평탄부와 경사부를 구비하고 있는 예를 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명의 일실시예에 관한 연마 장치의 실시 형태에 대해서 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 첨부한 도면에 있어서, 동일 또는 상당하는 구성 요소에는, 동일한 부호를 부여해서 중복된 설명을 생략한다.
도 1은, 본 발명의 일실시예에 관한 연마 장치(10)의 전체 구성을 도시하는 개략도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 연마 장치(10)는 연마 테이블(100)과, 연마 대상물인 반도체 웨이퍼(WF) 등의 기판을 보유 지지해서 연마 테이블(100) 위의 연마면에 가압하는 톱링(보유 지지부)(1)을 구비하고 있다.
연마 테이블(100)은 테이블 축(100a)을 개재해서 그 하방에 배치되는 구동부인 모터(도시하지 않음)에 연결되어 있고, 그 테이블 축(100a) 주위로 회전 가능하게 되어 있다. 연마 테이블(100)의 상면(설치면)(104)에는 연마 패드(101)가 부착되어 있다. 연마 패드(101)의 표면(101a)이 반도체 웨이퍼(WF)를 연마하는 연마 표면을 구성하고 있다. 연마 패드(101)의, 연마 표면(101a)과는 반대측의 이면(101b)이 연마 테이블(100)의 설치면(104)에 설치되어 있다. 톱링(1)은 연마 패드(101)의 연마 표면(101a)에 대향시켜서 반도체 웨이퍼(WF)를 보유 지지할 수 있다.
연마 테이블(100)의 상방에는 연마액 공급 노즐(102)이 설치되어 있다. 이 연마액 공급 노즐(102)에 의해 연마 테이블(100) 위의 연마 패드(101) 위에 연마액(Q1)이 공급되도록 되어 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 연마 테이블(100)의 내부에는, 연마의 종점을 검지하는 와전류 센서(종점 검지 센서)(50)가 매설되어 있다.
톱링(1)은 반도체 웨이퍼(WF)를 연마면(101a)에 대하여 가압하는 톱링 본체(2)와, 반도체 웨이퍼(WF)의 외주연을 보유 지지해서 반도체 웨이퍼(WF)가 톱링으로부터 튀어나오지 않도록 하는 리테이너 링(3)으로 기본적으로 구성되어 있다.
톱링(1)은 톱링 샤프트(111)에 접속되어 있다. 이 톱링 샤프트(111)는 상하 이동 기구(124)에 의해 톱링 헤드(110)에 대하여 상하 이동하도록 되어 있다. 이 톱링 샤프트(111)의 상하 이동에 의해, 톱링 헤드(110)에 대하여 톱링(1)의 전체를 승강시켜 위치 결정하도록 되어 있다. 또한, 톱링 샤프트(111)의 상단부에는 로터리 조인트(125)가 설치되어 있다.
톱링 샤프트(111) 및 톱링(1)을 상하 이동시키는 상하 이동 기구(124)는 베어링(126)을 개재해서 톱링 샤프트(111)를 회전 가능하게 지지하는 브리지(128)와, 브리지(128)에 설치된 볼 나사(132)와, 지지 기둥(130)에 의해 지지된 지지대(129)와, 지지대(129) 위에 설치된 AC 서보 모터(138)를 구비하고 있다. 서보 모터(138)를 지지하는 지지대(129)는 지지 기둥(130)을 개재해서 톱링 헤드(110)에 고정되어 있다.
볼 나사(132)는 서보 모터(138)에 연결된 나사축(132a)과, 이 나사축(132a)이 나사 결합하는 너트(132b)를 구비하고 있다. 톱링 샤프트(111)는 브리지(128)와 일체가 되어 상하 이동하도록 되어 있다. 따라서, 서보 모터(138)를 구동하면, 볼 나사(132)를 개재해서 브리지(128)가 상하 이동하고, 이에 의해 톱링 샤프트(111) 및 톱링(1)이 상하 이동한다.
또한, 톱링 샤프트(111)는 키(도시하지 않음)를 개재해서 회전통(112)에 연결되어 있다. 이 회전통(112)은 그 외주부에 타이밍 풀리(113)를 구비하고 있다. 톱링 헤드(110)에는 톱링용 모터(114)가 고정되어 있고, 상기 타이밍 풀리(113)는 타이밍 벨트(115)를 개재해서 톱링용 모터(114)에 설치된 타이밍 풀리(116)에 접속되어 있다. 따라서, 톱링용 모터(114)를 회전 구동함으로써 타이밍 풀리(116), 타이밍 벨트(115) 및 타이밍 풀리(113)를 개재해서 회전통(112) 및 톱링 샤프트(111)가 일체로 회전하고, 톱링(1)이 회전한다. 또한, 톱링 헤드(110)는 프레임(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 톱링 헤드 샤프트(117)에 의해 지지되고 있다.
도 1에 도시한 바와 같이 구성된 연마 장치에 있어서, 톱링(1)은 그 하면에 반도체 웨이퍼(WF) 등의 기판을 보유 지지할 수 있게 되어 있다. 톱링 헤드(110)는 톱링 샤프트(117)를 중심으로 해서 선회 가능하게 구성되어 있고, 하면에 반도체 웨이퍼(WF)를 보유 지지한 톱링(1)은 톱링 헤드(110)의 선회에 의해 반도체 웨이퍼(WF)의 수취 위치로부터 연마 테이블(100)의 상방으로 이동된다. 그리고 톱링(1)을 하강시켜서 반도체 웨이퍼(WF)를 연마 패드(101)의 표면(연마면)(101a)에 가압한다. 이때, 톱링(1) 및 연마 테이블(100)을 각각 회전시켜, 연마 테이블(100)의 상방에 설치된 연마액 공급 노즐(102)로부터 연마 패드(101) 위에 연마액을 공급한다. 이와 같이, 반도체 웨이퍼(WF)를 연마 패드(101)의 연마면(101a)에 미끄럼 접촉시켜서 반도체 웨이퍼(WF)의 표면을 연마한다.
도 2는, 연마 테이블(100)과 와전류 센서(50)와 반도체 웨이퍼(WF)의 관계를 도시하는 평면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 와전류 센서(50)는 톱링(1)에 보유 지지된 연마 중 반도체 웨이퍼(WF)의 중심(Cw)을 통과하는 위치에 설치되어 있다. 부호 CT는 연마 테이블(100)의 회전 중심이다. 예를 들어, 와전류 센서(50)는 반도체 웨이퍼(WF)의 하방을 통과하고 있는 동안, 통과 궤적(주사선) 위에서 연속적으로 반도체 웨이퍼(WF)의 Cu층 등의 금속막(도전성막)을 검출할 수 있게 되어 있다.
이어서, 본 발명의 일실시예에 관한 연마 장치가 구비하는 와전류 센서(50)에 대해서, 첨부 도면을 사용해서 보다 상세하게 설명한다.
도 3은, 와전류 센서(50)의 구성을 도시하는 도면이며, 도 3의 (a)는 와전류 센서(50)의 구성을 도시하는 블록도이며, 도 3의 (b)는 와전류 센서(50)의 등가 회로도이다.
도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 와전류 센서(50)는 검출 대상인 금속막(또는 도전성막)(mf) 근방에 배치된다. 와전류 센서(50)의 구체적인 배치에 대해서는 후술한다. 그 코일에 교류 신호원(52)이 접속되어 있다. 여기서, 검출 대상인 금속막(또는 도전성막)(mf)은, 예를 들어 반도체 웨이퍼(WF) 위에 형성된 Cu, Al, Au, W 등의 박막이다. 와전류 센서(50)는, 검출 대상인 금속막(또는 도전성막)에 대하여, 예를 들어 1.0 내지 4.0㎜ 정도의 근방에 배치된다.
와전류 센서에는, 금속막(또는 도전성막)(mf)에 와전류가 발생함으로써, 발진 주파수가 변화되고, 이 주파수 변화로부터 금속막(또는 도전성막)의 막 두께의 변화를 검출하는 주파수 타입과, 임피던스가 변화되고, 이 임피던스 변화로부터 금속막(또는 도전성막)의 막 두께의 변화를 검출하는 임피던스 타입이 있다. 즉, 주파수 타입에서는, 도 3의 (b)에 나타내는 등가 회로에 있어서, 와전류 I2가 변화됨으로써, 임피던스 Z1이 변화하고, 신호원(가변 주파수 발진기)(52)의 발진 주파수가 변화되면, 검파 회로(54)에 의해 이 발진 주파수의 변화를 검출하고, 금속막(또는 도전성막)의 변화를 검출할 수 있다. 임피던스 타입에서는, 도 3의 (b)에 나타내는 등가 회로에 있어서, 와전류 I2가 변화됨으로써, 임피던스 Z1이 변화되고, 신호원(고정 주파수 발진기)(52)으로부터 본 임피던스 Z1이 변화되면, 검파 회로(54)에 의해 이 임피던스 Z1의 변화를 검출하고, 금속막(또는 도전성막)의 변화를 검출할 수 있다.
임피던스 타입의 와전류 센서에서는, 막 두께의 변화에 수반하는 저항 성분(R1), 리액턴스 성분(X1), 진폭 출력((R12＋X12)1/2) 및 위상 출력(tan- 1R1/X1)을 취출할 수 있다. 주파수 또는 진폭 출력((R12＋X12)1/2) 등으로부터, 금속막(또는 도전성막) Cu, Al, Au, W의 막 두께의 변화에 관한 측정 정보가 얻어진다. 와전류 센서(50)는, 도 1에 도시한 바와 같이 연마 테이블(100)의 내부 표면 부근의 위치에 내장할 수 있어, 연마 대상인 반도체 웨이퍼에 대하여 연마 패드를 개재해서 대면하도록 위치하고, 반도체 웨이퍼 위의 금속막(또는 도전성막)에 흐르는 와전류로부터 금속막(또는 도전성막)의 변화를 검출할 수 있다.
와전류 센서의 주파수는, 단일 전파, 혼합 전파, AM 변조 전파, FM 변조 전파, 함수 발생기의 소인 출력 또는 복수의 발진 주파수원을 사용할 수 있다. 금속막의 막 종류에 적합하게 하여, 감도가 좋은 발진 주파수나 변조 방식을 선택하는 것이 바람직하다.
이하에, 임피던스 타입의 와전류 센서에 대해서 구체적으로 설명한다. 교류 신호원(52)은, 2 내지 30MHz 정도의 고정 주파수의 발진기이며, 예를 들어 수정 발진기가 사용된다. 그리고 교류 신호원(52)에 의해 공급되는 교류 전압에 의해, 와전류 센서(50)에 전류 I1이 흐른다. 금속막(또는 도전성막)(mf) 근방에 배치된 와전류 센서(50)에 전류가 흐르는 것으로, 이 자속이 금속막(또는 도전성막)(mf)과 쇄교함으로써 그 사이에 상호 인덕턴스 M1이 형성되고, 금속막(또는 도전성막)(mf) 중에 와전류 I2가 흐른다. 여기서 R1은 와전류 센서를 포함하는 1차측의 등가 저항이며, L1은 마찬가지로 와전류 센서를 포함하는 1차측의 자기 인덕턴스이다. 금속막(또는 도전성막)(mf)측에서는, R2는 와전류손에 상당하는 등가 저항이며, L2는 그 자기 인덕턴스이다. 교류 신호원(52)의 단자 a1, b1로부터 와전류 센서측을 본 임피던스 Z1은, 금속막(또는 도전성막)(mf) 중에 형성되는 와전류손의 크기에 따라 변화된다.
도 4에, 도 1의 와전류 센서(50) 근방이 확대된 단면도를 도시한다. 연마 테이블(100)은 연마 패드(101)가 설치되는 평면 형상의 설치면(104)으로부터 돌출되어 있는 돌출 부재(12, 14, 16)를 설치면(104) 위에 갖는다. 돌출부의 형상은, 여러 가지 생각할 수 있다. 도 4는, 돌출 부재(12, 14, 16)의 다양한 형상의 일례를 나타내고, 도 4의 (a), 도 4의 (b)는 원기둥 형상의 돌출 부재(12)를 나타내고, 도 4의 (c)는 원뿔대 형상의 돌출 부재(16)를 나타낸다. 도 4의 (a)의 돌출 부재(12)와 도 4의 (b)의 돌출 부재(14)의 형상 차이는, 돌출 부재의 코너부(18)에 있다. 도 4의 (a)의 돌출 부재(12)의 코너부(18a)는 라운딩이 없고, 도 4의 (b)의 돌출 부재(14)의 코너부(18b)는 라운딩이 있다.
연마 패드(101)의 이면(101b)은 돌출 부재(12, 14, 16)에 대향하는 부분에 오목부를 갖는다. 오목부의 상세는 후술한다. 와전류 센서(50)의 적어도 일부는, 돌출 부재(12, 14, 16)의 내부에 배치된다. 와전류 센서(50)의 다른 부분은, 설치면(104)보다 하부의 연마 테이블(100)의 내부에 배치된다. 따라서, 와전류 센서(50)의 전체가, 연마 테이블(100)의 내부에 배치된다. 와전류 센서(50)는 접착 또는 나사 고정 등의 수단에 의해, 돌출 부재(12, 14, 16) 또는 연마 테이블(100)에 고정된다.
와전류 센서(50)는 돌출 부재(12, 14, 16)로부터 연마 테이블(100)의 내부를 향해 돌출되어 있지만, 돌출 부재(12, 14, 16)로부터 연마 테이블(100)의 외부를 향해 돌출되어 있지 않다. 와전류 센서(50)가 돌출 부재(12, 14, 16)로부터 연마 테이블(100)의 외부를 향해 돌출되면, 와전류 센서(50)는 돌출 부재(12, 14, 16)의 주위에 있는 연마 패드(101)와 간섭할 가능성이 있다.
와전류 센서(50)의 상면(50a)의, 설치면(104)으로부터의 높이 S1, S2, S3은, 도 4에 도시한 바와 같이, 돌출 부재(12, 14, 16)의 최상부(12a, 14a, 16a)의 설치면(104)으로부터의 높이 H1, H2, H3과, 각각 동일한 것이 바람직하다. 동일한 것에 의해, 와전류 센서(50)가 연마 패드(101)와 간섭하는 것을 방지하면서, 와전류 센서(50)와 웨이퍼(WF) 사이의 거리를 최소화할 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는 와전류 센서(50)의 일부를 연마 테이블(100)로부터 연마 패드(101)의 방향으로 돌출시키는 것은 아니며, 연마 테이블(100)의 형상을 변경하여, 즉 연마 테이블(100)의 일부로서 돌출 부재(12, 14, 16)를 설치하여, 와전류 센서(50)는 어디까지나 연마 테이블(100)(「플래튼」)의 내부에 그친다. 도 4의 방식의 이점으로서는 이하가 있다.
·와전류 센서가 연마 패드와 접촉하지 않으므로, 와전류 센서가 기계적(물리적)으로 연마 패드로부터 보호된다. 또한, 후술하는 도 6, 도 8에 있어서는, 높이 S1, S2, S3이, 높이 H1, H2, H3과 각각 동일한 경우, 와전류 센서가 연마 패드와 접촉할 가능성이 있으므로, 높이 S1, S2, S3은, 높이 H1, H2, H3보다도 각각 약간 낮게 한다.
·본 실시예의 돌출 부재를 사용하지 않고, 종점 검지 센서를 연마 테이블의 설치면으로부터 연마 패드를 향해 외부로 노출시킬 경우, 형상이 다른 연마 패드로 교환하거나, 또는 형상이 동일하고 새로운 연마 패드으로 교환할 경우에, 이미 설명한 바와 같은 문제가 발생한다. 본 실시예에서는, 형상이 다른 연마 패드를 새롭게 장착하는 전후에서, 또는 새로운 연마 패드로 교환하는 전후에서, 설치면(104)으로부터의, 즉 연마 테이블(100)로부터의 와전류 센서의 높이가 항상 동일한 위치(동일한 높이)이며, 위치 조절(높이 조절)이 불필요하다. 따라서, 연마 대상물과 와전류 센서 사이의 거리가, 연마 패드를 교환하는 전후에서 연마 개시 시점에 있어서는, 항상 동일한 크기가 되도록 설정하는 것이 가능해진다.
·돌출 부재는, 연마 패드를 개재해서 연마 대상물에 힘을 미치기 위해, 돌출 부재의 형상이, 연마 상태에 영향을 줄 가능성이 있다. 그 경우, 돌출 부재의 형상만을 바꿈으로써, 와전류 센서의 전기적 특성이나 형상을 바꾸지 않고, 연마에 주는 영향을 경감할 수 있다.
또한, 와전류 센서(50)를, 돌출 부재(12, 14, 16)로부터 연마 패드(101)의 방향으로(즉 상방으로) 외부로 돌출시키는 것은 바람직하지 않지만, 연마 테이블(100)의 하면(106)으로부터 외부로, 즉 하방을 향해 돌출시켜도 된다.
도 4의 돌출 부재(12, 14, 16)는, 연마 테이블(100)과 일체이지만, 돌출 부재는 연마 테이블(100)과 일체가 아니어도 된다. 도 5에, 연마 테이블과는 독립된 부품인 어태치먼트 방식의 돌출 부재(20)를 나타낸다. 돌출 부재(20)는 상부(20a)와 하부(20b)를 갖고, 상부(20a)는 연마 테이블(100a)에 마련된 구멍(100c)에 삽입되어 있다. 돌출 부재(20)는 이하와 같이 연마 테이블(100a)에 설치된다. 처음에, 하부(20b)를 복수개의 나사(22)로 연마 테이블(100a)에 설치한다. 이어서 상부(20a)를 복수개의 나사(24)로 하부(20b)에 설치한다.
와전류 센서(50)는 미리 상부(20a)와 조립한 후, 조립품을 연마 테이블(100a)에 설치하거나, 또는 돌출 부재(20)를 연마 테이블(100a)에 설치한 후, 상부(20a)에 설치된다. 도 5에서는, 나사(22, 24)를 사용하고 있지만, 체결 방법은 나사에 한정되지 않는다. 체결 방법은 접착이나 용접 등이라도 된다.
이어서, 연마 패드(101)의 이면(101b)에 형성된 오목부(30)에 대해서 도 6 내지 도 9에 의해 설명한다. 오목부(30)는 돌출 부재(12, 14, 16)에 대향하는 부분에 설치된다. 연마 패드(101)는 연마 표면(101a)을 갖는 연마층(26)과, 이면(101b)을 갖는 보강층(28)을 갖는다. 연마층(26)은, 발포 폴리우레탄 시트 등으로 이루어진다. 보강층(28)은 폴리우레탄 또는 부직포 등으로 이루어진다. 연마층(26)은 발포 구조 또는 무발포 구조를 갖는다. 무발포 구조의 경우, 폴리우레탄 등에 대하여 드레싱 처리에 의해 연마 표면(101a)이 거칠어져서, 연마제의 보유 지지력을 높이는 처리가 이루어진다.
도 6 내지 도 9에는, 높이가 높은 와전류 센서(501)와, 높이가 낮은 와전류 센서(502)의 경우에, 각각 어떻게 오목부(30)가 형성되는지를 나타낸다. 도 6의 (a), 도 7의 (a), 도 8의 (a), 도 9의 (a)는 높이가 낮은 와전류 센서(501)의 경우의 오목부(30)를 나타낸다. 도 6의 (b), 도 7의 (b), 도 8의 (b), 도 9의 (b)는 높이가 높은 와전류 센서(502)의 경우의 오목부(30)를 나타낸다. 높이가 높은 와전류 센서(501)의 경우, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 연마층(26)에 와전류 센서(50)의 일부가 함입하고, 높이가 낮은 와전류 센서(502)의 경우, 연마층(26)에 와전류 센서(50)가 함입하지 않는다.
도 6 내지 도 9는, 연마 대상물과 와전류 센서(50)의 거리가 멀 경우[도 6의 (a), 도 7의 (a), 도 8의 (a), 도 9의 (a)]와, 가까울 경우[도 6의 (b), 도 7의 (b), 도 8의 (b), 도 9의 (b)]에, 각각, 오목부(30)를 어떻게 형성할지를 나타낸다고 생각해도 된다.
오목부(30)의 형성 방법으로서는, 오목부(30)에 있어서의 연마층(26) 및 보강층(28) 중 적어도 한쪽의 두께를, 오목부(30) 이외에 있어서의 연마층(26) 및 보강층(28) 중 당해 적어도 한쪽의 두께보다 얇게 하는 방법이 있다. 이 경우, 오목부(30)에 있어서, 연마층(26) 및 보강층(28) 중 적어도 한쪽은, 연마 표면측으로 오목하게 들어가 있다. 이하에서는, 이들에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 6의 (a)에서는, 보강층(28)에만 오목부를 마련해서[연마층(26)의 두께는 변경하지 않고, 보강층(28)의 일부만을 얇게 해서], 오목부(30)를 형성한다. 도 6의 (b)에서는, 연마층(26)의 일부를 얇게 하고, 또한 보강층(28)의 일부를 완전히 제거함으로써, 연마층(26)과 보강층(28)에 오목부를 마련하고, 오목부(30)를 형성한다.
오목부(30)는 연마층(26)이나 보강층(28)의 일부를 부분적으로 제거함으로써 얇게 하여, 오목부를 형성할 수 있지만, 오목부를 형성하는 방법으로서는, 연마층(26)이나 보강층(28)을 전혀 제거하지 않고 얇게 하는 방법도 가능하다. 예를 들어 기존의(즉, 이미 완성되어 있음) 연마층(26)이나 보강층(28)의 일부를 전혀 제거하지 않고, 기존의 연마층(26)이나 보강층(28)(발포 폴리우레탄이나 무발포 폴리우레탄)을 열에 의해 변형시켜서 오목부를 만드는 방법이 있다. 열 변형의 경우, 임의의 연마층(26)이나 보강층(28)에 대하여 간단하게 오목부를 만들 수 있다고 하는 이점이 있다. 본 출원 명세서에서는, 연마층(26)이나 보강층(28)을 얇게 한다고 하는 경우, 연마층(26)이나 보강층(28)을 제거해서 얇게 하는 것과, 제거하지 않고 열 변형에 의해 얇게 하는 것의 양쪽을 의미한다. 또한, 열변형 처리와 제거 처리의 양쪽을 사용하여, 얇게 해도 된다.
도 7의 (a)에서는, 보강층(28)을 일부에 있어서 완전히 제거하여, 오목부(30)를 형성한다. 도 7의 (b)에서는, 보강층(28)을 일부에 있어서 완전히 제거함과 함께, 연마층(26)의 일부를 얇게 하여, 오목부(30)를 형성한다. 영역(32)이 보강층(28)이 완전히 제거된 부분이다. 한편, 도 8, 도 9에서는, 보강층(28)을 완전히 제거하지 않고, 연마층(26)이나 보강층(28)을 일부 얇게 함으로써, 오목부(30)를 형성한다.
도 8, 도 9에서는, 도 7과 달리, 오목부(30)에 있어서 보강층(28)을 완전히 제거하는 것은 행하여지지 않고 있다. 도 8의 (a), 도 8의 (b), 도 9의 (b)에서는, 보강층(28) 및 연마층(26)의 일부를 얇게 하여, 오목부(30)를 형성한다. 도 9의 (a)에서는, 보강층(28)의 일부만을 얇게 하여, 오목부(30)를 형성한다.
또한, 도 6 내지 도 9를 비교하면, 도 6, 도 8에서는, 돌출 부재(16)는 연마 패드(101)의 이면(101b)과 접촉하고 있다. 한편, 도 7, 도 9에서는, 돌출 부재(16)는 연마 패드(101)의 이면(101b)과 접촉하고 있지 않다. 또한, 본 출원 명세서에서는, 연마 패드(101)의 이면(101b)이라 함은, 보강층(28)이 있는 경우에는, 보강층(28)의 하면을 의미하고, 보강층(28)이 없는 경우에는, 연마층(26)의 하면을 의미한다.
돌출 부재(16)와 연마 패드(101)의 이면(101b)이 접촉할 경우, 연마층(26)에 위에서 웨이퍼를 압박했을 때에, 돌출 부재(16)가 존재하는 부분, 즉 와전류 센서(50)가 존재하는 부분에 있어서, 연마층(26)이 상방으로 볼록 형상이 될 가능성이 있다. 한편, 돌출 부재(16)와 연마 패드(101)의 이면(101b)이 접촉하고 있지 않은 경우, 즉 돌출 부재(16)와 연마 패드(101) 사이에 공간이 존재할 경우, 연마층(26)이 하방으로 오목 형상이 될 가능성이 있다. 연마층(26)이 볼록 형상 또는 오목 형상이 될 경우, 웨이퍼의 연마 평탄성에 영향이 있다.
이에 대한 대책으로서는, 보강층(28)을 완전히 제거하지 않는 경우에는, 보강층(28) 및 연마층(26) 중 적어도 한쪽의 형상을 적절하게 가공 성형하거나, 또는 보강층(28) 및 연마층(26) 중 적어도 한쪽의 재질을 적절하게 선택한다. 이에 의해, 상부로부터의 연마층(26)에 대한 압력에 대하여, 돌출 부재가 있는 부분과 없는 부분에서, 동일 정도로 연마층(26)이 변형되도록 설계해서 대처할 수 있다.
또한, 보강층(28)을 완전히 제거할 경우, 제거한 부분에, 별도의 부재를 형성함으로써, 돌출 부재가 있는 부분과 없는 부분에서, 동일 정도로 연마층(26)이 변형되도록 해도 된다. 별도의 부재를 형성할 때에, 또는 별도의 부재를 형성하지 않고, 연마층(26)의 형상을 적절하게 가공 성형하거나, 또는 연마층(26)의 재질을 적절하게 선택하는 것을 행해도 된다.
이어서, 연마 패드(101)가 제1 부재(200)와, 제1 부재(200)와는 별개로 독립된 제2 부재(202)를 갖고, 제2 부재(202)에 오목부(30)가 마련되는 실시예에 대해서 설명한다. 도 10은, 제1 부재(200)가 연마 표면(101a)을 갖는 연마층(26)과, 이면(101b)을 갖는 보강층(28)을 갖는 예를 나타낸다.
제1 부재(200)는 연마 패드(101)의 연마 표면(101a)과 이면(101b)을 관통하는 관통 구멍(204)을 갖는다. 제2 부재(202)는 관통 구멍(204)에 배치된다. 제2 부재(202)는, 예를 들어 스펀지상 소재와 같은 유연성이 있는 소재이면 되고, 특정한 재질에 한정되는 것은 아니다. 제2 부재(202)는 예를 들어 우레탄 스펀지이다.
도 11은, 연마층(26) 및 보강층(28) 중 적어도 보강층(28)에 구멍을 갖는 실시예이다. 특히, 도 11에서는, 보강층(28)에만 구멍(206)을 갖고, 연마층(26)에는 구멍을 갖지 않는다. 제2 부재(202)는 구멍(206)에 배치된다. 제2 부재(202)는, 예를 들어 스펀지상 소재이다.
도 12는, 연마층(26) 및 보강층(28)의 양쪽에 구멍을 갖는 실시예이다. 도 12에서는, 보강층(28)에 관통 구멍(208)을 갖고, 연마층(26)은 그 일부에 구멍(210)을 갖는다. 제2 부재(202)는 관통 구멍(208)과 구멍(210)에 배치된다. 제2 부재(202)는, 예를 들어 스펀지상 소재이다.
도 13에서는, 연마 패드(101)는 제2 부재(202)의 연마 표면(101a) 측에, 제3 부재(212)를 갖는다. 제1 부재(200)는 연마 패드(101)의 연마 표면(101a)과 이면(101b)을 관통하는 관통 구멍(204)을 갖는다. 스펀지상 소재인 제2 부재(202)의 상부에, 내수성 및 내약제성을 갖는 제3 부재(212)를 설치한다. 제3 부재(212)는 스펀지 소재의 커버이며, 그 재료는 비자성 또한 비도전성이면, 재질은 특별히 한정되지 않는다. 제3 부재(212)는, 예를 들어 우레탄 수지이다.
도 14의 실시예에서는, 연마 패드(101)의 보강층(28)에는, 연마 패드(101)를 연마 테이블(100)에 부착하기 위한 점착제(216)가 설치되어 있다. 스펀지상 소재인 제2 부재(202)에도, 제2 부재(202)를 돌출 부재(16)에 부착하기 위한 점착제(214)를 설치해도 된다.
도 10 내지 도 14에서는, 제1 부재(200)가 연마층(26)과 보강층(28)을 갖지만, 도 10 내지 도 14에서는, 제1 부재(200)가 연마층(26)만을 가져도 된다.
도 15의 실시예에서는, 돌출 부재(16)는 연마 패드(101)의 보강층(28) 또는 제2 부재(202)에 접촉하는 평탄부(218)와 경사부(220)를 구비하고 있다. 평탄부(218)는 돌출 부재(16)의 정상부에 설치된다. 경사부(220)는 돌출 부재(16)의 측면에 설치된다. 돌출 부재(16)는 연마 테이블(100)에 설치된 관통 구멍(222) 내에 배치된다. 돌출 부재(16)의 높이 L1과, 연마 테이블(100)의 높이 L1은 동일하다. 돌출 부재(16)의 내부에 설치된 내부 공간(224, 226) 내에, 와전류 센서(501)가 배치된다.
도 15의 실시예에서는, 돌출 부재(16)와, 연마 테이블(100)은 별개로 독립된 부재이므로, 돌출 부재(16)만을 단독으로 제작하여, 연마 테이블(100)에 내장할 수 있다. 돌출 부재(16)를 연마 테이블(100)에 내장하기 전에, 돌출 부재(16)에 와전류 센서(501)를 내장할 수 있다. 돌출 부재(16)와 연마 테이블(100)을 독립적으로 제작할 수 있으므로, 전체를 일체화해서 제조하는 경우에 비하여, 제조 작업이나 조립 작업이 용이해진다.
돌출 부재(16)와 연마 테이블(100)을 독립적으로 제작할 수 있으므로, 돌출 부재(16)와, 연마 테이블(100)을 각각에 최적의 다른 재질로 할 수 있다. 돌출 부재(16)의 재질은, 예를 들어 실리콘 카바이드(SIC)나 스테인리스강(SUS)이다. 연마 테이블(100)의 재질은, 예를 들어 SIC나 SUS이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 이하의 형태를 갖는다.
본 출원 발명의 연마 장치의 제1 형태에 의하면, 연마 대상물을 연마하기 위한 연마 표면을 갖는 연마 패드의, 상기 연마 표면과는 반대측의 이면이 설치되는 연마 테이블과, 상기 연마 패드의 상기 연마 표면에 대향시켜서 상기 연마 대상물을 보유 지지할 수 있는 보유 지지부와, 상기 연마 테이블 내에 배치되어, 상기 연마의 종점을 검지하는 종점 검지 센서를 갖는 연마 장치에 있어서, 상기 연마 테이블은, 상기 연마 패드가 설치되는 설치면으로부터 돌출되어 있는 돌출 부재를 상기 설치면 위에 갖고, 상기 종점 검지 센서의 적어도 일부는, 상기 돌출 부재의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 연마 장치가 제공된다.
이상의 형태에 의하면, 연마 패드가 설치되는 설치면으로부터 돌출되어 있는 돌출 부재의 내부에 종점 검지 센서 배치되고, 연마 패드의 이면은 돌출 부재에 대향하는 부분에 오목부를 가지므로, 연마 대상물과 센서의 거리를 근접시킬 수 있다. 종래보다도, 더 작은 범위의 막 두께를 감도 좋게 측정할 수 있다.
또한, 형상이 다른 연마 패드를 처음으로 연마 테이블에 장착할 때 및 형상이 동일하여 연마 패드가 마모되었을 때에, 새로운 연마 패드로 교환할 때에 본 실시 형태의 돌출 부재를 사용하지 않고, 종점 검지 센서를 연마 테이블의 설치면으로부터 연마 패드를 향해 외부로 노출시킬 경우, 다음과 같은 문제가 있다. 즉, 노출되어 있는 종점 검지 센서가 연마 패드와 접촉하지 않도록, 연마 패드를 새롭게 장착 또는 교환할 때마다, 종점 검지 센서의 상기 설치면으로부터의 높이를 조정할 필요가 있다.
본 실시 형태에서는, 돌출 부재의 내부에 종점 검지 센서가 배치되어 있으므로, 종점 검지 센서가 연마 패드와 접촉하는 일이 없다. 그로 인해, 본 실시 형태에서는, 형상이 다른 연마 패드를 처음으로 연마 테이블에 장착할 때, 및 형상이 동일해서 새로운 연마 패드로 교환할 때에, 종점 검지 센서의 상기 설치면으로부터의 높이를 조정할 필요가 없다. 즉, 형상이 다른 연마 패드를 처음으로 연마 테이블에 장착하는 전후에서, 또는 새로운 연마 패드로 교환하는 전후에서, 종점 검지 센서의 상기 설치면으로부터의 높이를 항상 돌출 부재의 내부의 동일한 위치로 유지할 수 있다. 또한, 종점 검지 센서의 상기 설치면으로부터의 높이가 항상 동일한 위치이기 때문에, 종점 검지 센서의 감도가 안정된다고 하는 이점이 있다.
돌출 부재의 형상은 임의의 형상이 가능하며, 예를 들어 원기둥, 각기둥, 원뿔대, 각뿔대 등의 형상이 가능하다.
본 출원 발명의 제2 형태에 의하면, 상기 돌출 부재는 상기 연마 테이블과 일체이다. 본 출원 발명의 제3 형태에 의하면, 상기 돌출 부재는 상기 연마 테이블과는 독립된 부품이다. 상기 돌출 부재가 상기 연마 테이블과는 독립된 부품일 경우, 돌출 부재를 연마 테이블로부터 쉽게 탈착할 수 있다. 이때에, 돌출 부재와 종점 검지 센서를 미리 조립하고 나서, 이 조립품을 연마 테이블에 설치해도 된다.
본 출원 발명의 제4 형태에 의하면, 상기 돌출 부재는 상기 연마 패드의 상기 이면과 접촉하고 있다. 본 출원 발명의 제5 형태에 의하면, 상기 돌출 부재는 상기 연마 패드의 상기 이면과 접촉하고 있지 않다.
본 출원 발명의 제6 형태에 의하면, 상기 종점 검지 센서의 전체가, 상기 연마 테이블의 내부에 배치된다. 즉, 본 출원 발명의 제1 형태에 나타낸 바와 같이 종점 검지 센서의 적어도 일부는, 상기 돌출 부재의 내부에 배치되고, 상기 돌출 부재의 내부에 배치되지 않는 종점 검지 센서의 다른 부분은, 상기 돌출 부재 이외의 상기 연마 테이블의 내부에 배치된다.
본 출원 발명의 제7 형태에 의하면, 상기 종점 검지 센서는, 상기 돌출 부재로부터 상기 연마 테이블의 외부로 돌출되지 않는다. 본 출원 발명의 제6 및 제7 형태에 의하면, 종점 검지 센서는, 상기 연마 테이블의 외부와 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 특히, 돌출 부재의 주위에 있는 연마 패드와 종점 검지 센서가 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
본 출원 발명의 제8 형태에 의하면, 제1 형태로부터 제7 형태의 연마 장치에 사용되는 연마 패드이며, 상기 연마 패드의 상기 이면은, 상기 돌출 부재에 대향하는 부분에 오목부를 갖는다.
본 출원 발명의 제9 형태에 의하면, 상기 연마 패드는, 상기 연마 표면을 갖는 연마층과, 상기 이면을 갖는 보강층을 갖고, 상기 오목부에 있어서의 상기 연마층 및 상기 보강층 중 적어도 한쪽의 두께는, 상기 오목부 이외에 있어서의 상기 연마층 및 상기 보강층 중 상기 적어도 한쪽의 두께보다 얇다. 본 출원 발명의 제10 형태에 의하면, 상기 연마 패드는, 상기 연마 표면을 갖는 연마층과, 상기 이면을 갖는 보강층을 갖고, 상기 오목부에 있어서, 상기 연마층 및 상기 보강층 중 적어도 한쪽은, 상기 연마 표면측으로 오목하게 들어가 있다.
본 출원 발명의 제9 및 제10 형태에 있어서, 연마 패드의 이면 오목부는, 보강층의 일부를 제거해서 형성해도 되고, 제거하지 않고 형성해도 되고, 제거하지 않을 경우, 발포 우레탄 등으로 이루어지는 기존의 연마 패드를 열에 의해 변형시켜서, 간단하게 오목부를 만들 수도 있다.
본 출원 발명의 제11 형태에 의하면, 상기 연마 패드는, 제1 부재와, 상기 제1 부재와는 별개로 독립된 제2 부재를 갖고, 상기 제2 부재에 상기 오목부가 마련된다. 본 출원 발명의 제11 형태에 의하면, 제1 부재와, 제2 부재는 별개의 독립이므로, 제2 부재에만 단독으로 오목부를 형성하여, 제1 부재에 내장할 수 있다. 제조 작업이나 조립 작업이 용이해진다.
본 출원 발명의 제12 형태에 의하면, 상기 제1 부재는, 상기 연마 표면을 갖는 연마층과, 상기 이면을 갖는 보강층을 갖고, 상기 연마층 및 상기 보강층 중 적어도 상기 보강층은 구멍을 갖고, 상기 제2 부재는 상기 구멍에 배치된다.
본 출원 발명의 제13 형태에 의하면, 상기 제1 부재는, 상기 연마 패드의 상기 연마 표면과 상기 이면을 관통하는 구멍을 갖고, 상기 제2 부재는 관통하는 상기 구멍에 배치된다.
본 출원 발명의 제14 형태에 의하면, 상기 연마 패드는, 상기 제2 부재의 상기 연마 표면측에, 제3 부재를 갖는다.
이상, 몇 가지의 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명해 왔지만, 상기한 발명의 실시 형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 그 취지를 일탈하지 않고, 변경, 개량될 수 있음과 함께, 본 발명에는 그 등가물이 포함되는 것은 물론이다. 또한, 상술한 과제 중 적어도 일부를 해결할 수 있는 범위, 또는 효과 중 적어도 일부를 발휘하는 범위에서, 특허 청구의 범위 및 명세서에 기재된 각 구성 요소의 임의 조합, 또는 생략이 가능하다.
본 출원은, 2015년 10월 1일 출원의 일본 특허 출원 번호 제2015-195823호 및 2016년 8월 10일 출원의 일본 특허 출원 번호 제2016-157717호에 기초하는 우선권을 주장한다. 일본 특허 출원 번호 제2015-195823호 및 제2016-157717호의 명세서, 특허 청구의 범위, 도면 및 요약서를 포함하는 모든 개시 내용은, 참조에 의해 전체적으로 본 출원에 원용된다. 일본 특허 공개 제2012-135865호 공보의 명세서, 특허 청구의 범위, 도면 및 요약서를 포함하는 모든 개시는, 참조에 의해 전체적으로 본 출원에 원용된다.
1 : 톱링
10 : 연마 장치
12, 14, 16 : 돌출 부재
26 : 연마층
28 : 보강층
30 : 오목부
50 : 와전류 센서
100 : 연마 테이블
101 : 연마 패드

Claims (14)

  1. 연마 대상물을 연마하기 위한 연마 표면을 갖는 연마 패드의, 상기 연마 표면과는 반대측의 이면이 설치되는 연마 테이블과,
    상기 연마 패드의 상기 연마 표면에 대향시켜서 상기 연마 대상물을 보유 지지할 수 있는 보유 지지부와,
    상기 연마 테이블 내에 배치되어, 상기 연마의 종점을 검지하는 종점 검지 센서를 갖는 연마 장치에 있어서,
    상기 연마 테이블은, 상기 연마 패드가 설치되는 설치면으로부터 돌출되어 있는 돌출 부재를 상기 설치면 위에 갖고,
    상기 종점 검지 센서의 적어도 일부는, 상기 돌출 부재의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 돌출 부재는, 상기 연마 테이블과 일체인 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 돌출 부재는, 상기 연마 테이블과는 독립된 부품인 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 돌출 부재는, 상기 연마 패드의 상기 이면과 접촉 가능한 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 돌출 부재는, 상기 연마 패드의 상기 이면과 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 종점 검지 센서의 전체가, 상기 연마 테이블의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 종점 검지 센서는, 상기 돌출 부재로부터 상기 연마 테이블의 외부로 돌출되지 않는 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 연마 장치에 사용되는 연마 패드이며,
    상기 연마 패드의 상기 이면은, 상기 돌출 부재에 대향하는 부분에 오목부를 갖는 것을 특징으로 하는, 연마 패드.
  9. 제8항에 있어서, 상기 연마 패드는, 상기 연마 표면을 갖는 연마층과, 상기 이면을 갖는 보강층을 갖고, 상기 오목부에 있어서의 상기 연마층 및 상기 보강층 중 적어도 한쪽의 두께는, 상기 오목부 이외에 있어서의 상기 연마층 및 상기 보강층 중 상기 적어도 한쪽의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는, 연마 패드.
  10. 제8항에 있어서, 상기 연마 패드는, 상기 연마 표면을 갖는 연마층과, 상기 이면을 갖는 보강층을 갖고, 상기 오목부에 있어서, 상기 연마층 및 상기 보강층 중 적어도 한쪽은, 상기 연마 표면측으로 오목하게 들어가 있는 것을 특징으로 하는, 연마 패드.
  11. 제8항에 있어서, 상기 연마 패드는 제1 부재와, 상기 제1 부재와는 별개로 독립된 제2 부재를 갖고, 상기 제2 부재에 상기 오목부가 마련되는 것을 특징으로 하는, 연마 패드.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 부재는, 상기 연마 표면을 갖는 연마층과, 상기 이면을 갖는 보강층을 갖고, 상기 연마층 및 상기 보강층 중 적어도 상기 보강층은 구멍을 갖고, 상기 제2 부재는 상기 구멍에 배치되는 것을 특징으로 하는, 연마 패드.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제1 부재는, 상기 연마 패드의 상기 연마 표면과 상기 이면을 관통하는 구멍을 갖고, 상기 제2 부재는 관통하는 상기 구멍에 배치되는 것을 특징으로 하는, 연마 패드.
  14. 제13항에 있어서, 상기 연마 패드는, 상기 제2 부재의 상기 연마 표면측에, 제3 부재를 갖는 것을 특징으로 하는, 연마 패드.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109249304B (zh) * 2018-09-21 2019-09-27 西安理工大学 一种平面研磨精密定尺寸装置及控制方法
CN110625519B (zh) * 2019-08-26 2021-08-03 苏州冠博控制科技有限公司 一种高精度晶圆研磨机
CN114367919A (zh) * 2020-10-14 2022-04-19 长鑫存储技术有限公司 研磨控制方法、装置及存储介质

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012135865A (ja) 2010-12-10 2012-07-19 Ebara Corp 渦電流センサ並びに研磨方法および装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002254302A (ja) * 2001-02-23 2002-09-10 Mitsubishi Materials Silicon Corp 厚さ測定装置付き平面研磨装置
WO2003066284A1 (en) * 2002-02-06 2003-08-14 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for chemical mechanical polishing with an eddy current monitoring system
DE60315257T2 (de) * 2002-02-20 2008-04-17 Ebara Corp. Polierverfahren und polierflüssigkeit
CN1445060A (zh) * 2002-03-07 2003-10-01 株式会社荏原制作所 抛光装置
CN100349267C (zh) * 2002-11-27 2007-11-14 东洋橡胶工业株式会社 研磨垫及半导体器件的制造方法
US20050173259A1 (en) * 2004-02-06 2005-08-11 Applied Materials, Inc. Endpoint system for electro-chemical mechanical polishing
JP4451111B2 (ja) * 2003-10-20 2010-04-14 株式会社荏原製作所 渦電流センサ
US7354334B1 (en) * 2004-05-07 2008-04-08 Applied Materials, Inc. Reducing polishing pad deformation
KR101593927B1 (ko) * 2005-08-22 2016-02-15 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 화학적 기계적 폴리싱의 스펙트럼 기반 모니터링을 위한 장치 및 방법
JP5361299B2 (ja) * 2008-09-12 2013-12-04 株式会社東京精密 研磨終了予測・検出方法とその装置
WO2012044683A2 (en) * 2010-09-30 2012-04-05 Nexplanar Corporation Polishing pad for eddy current end-point detection
JP6196858B2 (ja) * 2012-09-24 2017-09-13 株式会社荏原製作所 研磨方法および研磨装置
CN103084968A (zh) * 2013-02-27 2013-05-08 上海华力微电子有限公司 研磨终点探测方法、装置及研磨机台
JP2016087780A (ja) * 2014-10-31 2016-05-23 株式会社荏原製作所 研磨装置および研磨方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012135865A (ja) 2010-12-10 2012-07-19 Ebara Corp 渦電流センサ並びに研磨方法および装置

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