JPH0957611A - 基板の研磨装置及び基板の研磨方法 - Google Patents
基板の研磨装置及び基板の研磨方法Info
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- JPH0957611A JPH0957611A JP2886496A JP2886496A JPH0957611A JP H0957611 A JPH0957611 A JP H0957611A JP 2886496 A JP2886496 A JP 2886496A JP 2886496 A JP2886496 A JP 2886496A JP H0957611 A JPH0957611 A JP H0957611A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ドレッシング処理を行なうことなく、研磨パ
ッドの表面を平坦にできるようにする。 【解決手段】 剛体よりなる回転可能な定盤31の上方
に設けられた第1の配管32から液状の熱硬化性樹脂を
定盤31の表面に供給し、表面張力により広がった樹脂
を加熱ランプ34で加熱して硬化させることにより、定
盤31の上に平坦で且つ滑らかな表面を持つ研磨用樹脂
膜33を形成する。定盤31の上方に設けられた第2の
配管37から研磨用樹脂膜33上に研磨剤を滴下して基
板35を研磨する。定盤31の上方に設けられた第3の
配管38から溶剤を供給することにより、磨耗した研磨
用樹脂膜33を溶解して除去することができる。
ッドの表面を平坦にできるようにする。 【解決手段】 剛体よりなる回転可能な定盤31の上方
に設けられた第1の配管32から液状の熱硬化性樹脂を
定盤31の表面に供給し、表面張力により広がった樹脂
を加熱ランプ34で加熱して硬化させることにより、定
盤31の上に平坦で且つ滑らかな表面を持つ研磨用樹脂
膜33を形成する。定盤31の上方に設けられた第2の
配管37から研磨用樹脂膜33上に研磨剤を滴下して基
板35を研磨する。定盤31の上方に設けられた第3の
配管38から溶剤を供給することにより、磨耗した研磨
用樹脂膜33を溶解して除去することができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンよりなる
半導体基板や液晶基板等よりなる基板の表面を平坦化処
理するための化学機械研磨(CMP)を行なう基板の研
磨装置及び基板の研磨方法に関するものである。
半導体基板や液晶基板等よりなる基板の表面を平坦化処
理するための化学機械研磨(CMP)を行なう基板の研
磨装置及び基板の研磨方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】1990年以降、前記の半導体基板や液
晶基板に対する化学機械研磨技術においては、基板の径
が10cm以上と大型化し、研磨が枚葉処理化の傾向に
ある。特に半導体基板を研磨する場合には、半導体基板
に形成されるラインパターンのルールが0.5μm以下
と非常に微細化しているために、半導体基板の全面に亘
って均一な研磨が要求されるようになってきた。
晶基板に対する化学機械研磨技術においては、基板の径
が10cm以上と大型化し、研磨が枚葉処理化の傾向に
ある。特に半導体基板を研磨する場合には、半導体基板
に形成されるラインパターンのルールが0.5μm以下
と非常に微細化しているために、半導体基板の全面に亘
って均一な研磨が要求されるようになってきた。
【0003】以下、図面を参照しながら、従来例に係る
基板の研磨方法及びその装置について説明する。
基板の研磨方法及びその装置について説明する。
【0004】図5は、従来例に係る基板の研磨装置の概
略構成を示しており、図5において、51は平坦な表面
を持つ剛体よりなるパッド載置部51aと該パッド載置
部51aの下面から垂直下方に延びる回転軸51bと該
回転軸51bを回転させる図示しない回転手段とを有す
る定盤であって、該定盤51のパッド載置部51aの上
面には弾性を有する研磨パッド52が貼着されている。
研磨パッド52の上方には、基板53を保持して回転す
る基板保持ヘッド54が設けられており、基板53は基
板保持ヘッド54により回転させられながら研磨パッド
52に圧接される。また、55は研磨剤であって、該研
磨剤55は、研磨剤供給管56から所定量づつ研磨パッ
ド52上に滴下される。
略構成を示しており、図5において、51は平坦な表面
を持つ剛体よりなるパッド載置部51aと該パッド載置
部51aの下面から垂直下方に延びる回転軸51bと該
回転軸51bを回転させる図示しない回転手段とを有す
る定盤であって、該定盤51のパッド載置部51aの上
面には弾性を有する研磨パッド52が貼着されている。
研磨パッド52の上方には、基板53を保持して回転す
る基板保持ヘッド54が設けられており、基板53は基
板保持ヘッド54により回転させられながら研磨パッド
52に圧接される。また、55は研磨剤であって、該研
磨剤55は、研磨剤供給管56から所定量づつ研磨パッ
ド52上に滴下される。
【0005】以上のように構成された基板の研磨装置に
おいては、定盤51を回転して研磨剤55が供給された
研磨パッド52を回転させながら、基板保持ヘッド54
に保持された基板53を研磨パッド52に押しつける
と、基板53の研磨面は圧力及び相対速度を受けて研磨
される。
おいては、定盤51を回転して研磨剤55が供給された
研磨パッド52を回転させながら、基板保持ヘッド54
に保持された基板53を研磨パッド52に押しつける
と、基板53の研磨面は圧力及び相対速度を受けて研磨
される。
【0006】このとき、基板53の研磨面に凹凸部があ
ると、凸部においては研磨パッド52との接触圧力が大
きいため相対研磨速度が高くなって研磨される一方、凹
部においては研磨パッド52との接触圧力が小さいため
殆ど研磨されない。よって、基板53の研磨面の凹凸が
緩和されて基板53の研磨面が平坦になるというもので
ある。この研磨技術は、例えば、「1994年1月号
月刊Semiconductor World」58〜
59ページや、「Solid State Techn
ology」July.1992/日本語版 32〜3
7ページなどに紹介されている。
ると、凸部においては研磨パッド52との接触圧力が大
きいため相対研磨速度が高くなって研磨される一方、凹
部においては研磨パッド52との接触圧力が小さいため
殆ど研磨されない。よって、基板53の研磨面の凹凸が
緩和されて基板53の研磨面が平坦になるというもので
ある。この研磨技術は、例えば、「1994年1月号
月刊Semiconductor World」58〜
59ページや、「Solid State Techn
ology」July.1992/日本語版 32〜3
7ページなどに紹介されている。
【0007】ところが、研磨パッド52は、研磨時の圧
力により押しつぶされて弾性変形するため部位によって
厚さが異なったり、研磨砥粒が研磨パッド52の表面に
食い込むため、めづまりが起こしたりして、研磨パッド
52の表面状態が変化し、研磨速度が変化する。また、
基板53と研磨パッド52との摩擦により研磨パッド5
2が部分的に摩耗したり、研磨時に圧力により起きた研
磨パッド52の弾性変形が回復されないために研磨パッ
ド52が薄くなってしまう。
力により押しつぶされて弾性変形するため部位によって
厚さが異なったり、研磨砥粒が研磨パッド52の表面に
食い込むため、めづまりが起こしたりして、研磨パッド
52の表面状態が変化し、研磨速度が変化する。また、
基板53と研磨パッド52との摩擦により研磨パッド5
2が部分的に摩耗したり、研磨時に圧力により起きた研
磨パッド52の弾性変形が回復されないために研磨パッ
ド52が薄くなってしまう。
【0008】このため、研磨パッド52の厚さのばらつ
きにより研磨パッド52の表面に凹凸が生じるので、基
板53を研磨パッド52に均一の力で押しつけても、基
板53の面内に圧力の差が生じ、これにより、研磨量の
基板面内における均一性が悪くなってしまう。
きにより研磨パッド52の表面に凹凸が生じるので、基
板53を研磨パッド52に均一の力で押しつけても、基
板53の面内に圧力の差が生じ、これにより、研磨量の
基板面内における均一性が悪くなってしまう。
【0009】そこで、従来、研磨パッド52の表面状態
の変化(疲労)による研磨量の不均一を回避するため
に、研磨パッド52に対してドレッシング処理、すなわ
ち、研磨パッド52の表面の凸部を削ったり、めづまり
を解消したりする処理を施して、研磨パッド52の状態
を一定に保ち、これにより、基板53の面内において均
一な研磨が得られるようにしている。
の変化(疲労)による研磨量の不均一を回避するため
に、研磨パッド52に対してドレッシング処理、すなわ
ち、研磨パッド52の表面の凸部を削ったり、めづまり
を解消したりする処理を施して、研磨パッド52の状態
を一定に保ち、これにより、基板53の面内において均
一な研磨が得られるようにしている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、研磨パ
ッドにドレッシング処理を施す方法は、以下に説明する
ような問題がある。
ッドにドレッシング処理を施す方法は、以下に説明する
ような問題がある。
【0011】第1に、研磨時の摩耗等によって変化する
研磨パッドの表面を平坦に保つためには、研磨によって
生じた研磨パッド表面の凹凸量に応じて研磨パッドの削
り量を調節する必要があるが、研磨パッド表面の凹凸量
は数μm〜数十μm程度で非常に小さいため、凹凸量を
把握したり、削り量を制御したりすることは非常に困難
である。特に、近年のデバイスの製造プロセスにおいて
要求される程度に基板の表面を精度良く研磨することは
極めて困難である。
研磨パッドの表面を平坦に保つためには、研磨によって
生じた研磨パッド表面の凹凸量に応じて研磨パッドの削
り量を調節する必要があるが、研磨パッド表面の凹凸量
は数μm〜数十μm程度で非常に小さいため、凹凸量を
把握したり、削り量を制御したりすることは非常に困難
である。特に、近年のデバイスの製造プロセスにおいて
要求される程度に基板の表面を精度良く研磨することは
極めて困難である。
【0012】第2に、ドレッシング処理により研磨パッ
ドを削ると、研磨パッドが薄くなってしまうので、研磨
パッドの弾性力が変化し、これにより、基板の面内に生
じる圧力差の吸収力は、ドレッシング処理毎に異なるの
で、研磨特性(面内均一性及び段差緩和性能)が安定し
ないという問題がある。
ドを削ると、研磨パッドが薄くなってしまうので、研磨
パッドの弾性力が変化し、これにより、基板の面内に生
じる圧力差の吸収力は、ドレッシング処理毎に異なるの
で、研磨特性(面内均一性及び段差緩和性能)が安定し
ないという問題がある。
【0013】第3に、研磨性能が許容できる研磨パッド
の厚さの範囲内で研磨パッドを交換する必要があるが、
この研磨パッドの交換作業は人手に頼らねばならないと
いう問題がある。
の厚さの範囲内で研磨パッドを交換する必要があるが、
この研磨パッドの交換作業は人手に頼らねばならないと
いう問題がある。
【0014】第4に、弾性変形し易い研磨パッドを用い
て基板の面内に生じる圧力差を吸収することにより、前
記の第1の問題は或る程度まで回避することはできる
が、弾性変形し易い研磨パッドを用いると、基板に対す
る段差吸収性能が低下するという問題が発生する。
て基板の面内に生じる圧力差を吸収することにより、前
記の第1の問題は或る程度まで回避することはできる
が、弾性変形し易い研磨パッドを用いると、基板に対す
る段差吸収性能が低下するという問題が発生する。
【0015】第5に、定盤に貼り付けられた研磨パッド
の厚さは機械的測定法により行なわれるが、研磨剤や洗
浄水等により濡れている研磨パッドの厚さを測定するこ
とは困難であると共に連続的に研磨処理を行なっている
際には研磨パッドの厚さを測定できない。また、機械的
な測定方法においては、多数の部位において測定を行な
わないと研磨パッドの面内の厚さ分布を把握できないこ
と、研磨パッドの表面が数μm程度の凹凸を有している
のに対して通常に用いられるマイクロゲージによる測定
精度は10μm程度であるため、精度の良い測定ができ
ないこと等の理由により、研磨パッドの厚さは、研磨の
処理量及び研磨パッドの磨耗量についての経験に基づい
て推測するしかないという問題がある。
の厚さは機械的測定法により行なわれるが、研磨剤や洗
浄水等により濡れている研磨パッドの厚さを測定するこ
とは困難であると共に連続的に研磨処理を行なっている
際には研磨パッドの厚さを測定できない。また、機械的
な測定方法においては、多数の部位において測定を行な
わないと研磨パッドの面内の厚さ分布を把握できないこ
と、研磨パッドの表面が数μm程度の凹凸を有している
のに対して通常に用いられるマイクロゲージによる測定
精度は10μm程度であるため、精度の良い測定ができ
ないこと等の理由により、研磨パッドの厚さは、研磨の
処理量及び研磨パッドの磨耗量についての経験に基づい
て推測するしかないという問題がある。
【0016】前記に鑑み、本発明は、ドレッシング処理
を行なうことなく、研磨パッドの表面を平坦にできるよ
うにすることを第1の目的とし、定盤の上に設けられた
研磨パッドの厚さを正確に把握できるようにすることを
第2の目的とする。
を行なうことなく、研磨パッドの表面を平坦にできるよ
うにすることを第1の目的とし、定盤の上に設けられた
研磨パッドの厚さを正確に把握できるようにすることを
第2の目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明が講じた
解決手段は、基板の研磨装置を、回転可能な剛性の定盤
と、該定盤の表面で液状の樹脂が硬化することにより形
成された研磨用樹脂膜と、被研磨基板を保持すると共に
保持した被研磨基板を前記研磨用樹脂膜に押し付ける基
板保持手段とを備えている構成とするものである。
解決手段は、基板の研磨装置を、回転可能な剛性の定盤
と、該定盤の表面で液状の樹脂が硬化することにより形
成された研磨用樹脂膜と、被研磨基板を保持すると共に
保持した被研磨基板を前記研磨用樹脂膜に押し付ける基
板保持手段とを備えている構成とするものである。
【0018】請求項1の構成により、定盤の表面で液状
の樹脂が硬化することにより形成された研磨用樹脂膜を
備えており、液状の樹脂は表面張力によって定盤の表面
に均一に広がった後に硬化するので、研磨用樹脂膜の表
面は極めて平坦で且つ滑らかである。
の樹脂が硬化することにより形成された研磨用樹脂膜を
備えており、液状の樹脂は表面張力によって定盤の表面
に均一に広がった後に硬化するので、研磨用樹脂膜の表
面は極めて平坦で且つ滑らかである。
【0019】請求項2の発明は、請求項1の構成に、前
記研磨用樹脂膜は、前記定盤の表面に回転塗布された樹
脂が硬化することにより形成されている構成を付加する
ものである。
記研磨用樹脂膜は、前記定盤の表面に回転塗布された樹
脂が硬化することにより形成されている構成を付加する
ものである。
【0020】請求項3の発明は、請求項1の構成に、前
記研磨用樹脂膜には研磨用の砥粒が含まれている構成を
付加するものである。
記研磨用樹脂膜には研磨用の砥粒が含まれている構成を
付加するものである。
【0021】請求項4の発明は、請求項1の構成に、前
記研磨用樹脂膜は半透明である構成を付加するものであ
る。
記研磨用樹脂膜は半透明である構成を付加するものであ
る。
【0022】請求項5の発明は、請求項4の構成に、前
記定盤の表面で反射され前記半透明な研磨用樹脂膜を通
過してくる光の強度を検出する光強度検出手段をさらに
備えている構成を付加するものである。
記定盤の表面で反射され前記半透明な研磨用樹脂膜を通
過してくる光の強度を検出する光強度検出手段をさらに
備えている構成を付加するものである。
【0023】請求項6の発明は、請求項1の構成に、前
記定盤の表面に、前記研磨用樹脂膜を形成するための液
状の樹脂を供給する樹脂供給手段をさらに備えている構
成を付加するものである。
記定盤の表面に、前記研磨用樹脂膜を形成するための液
状の樹脂を供給する樹脂供給手段をさらに備えている構
成を付加するものである。
【0024】請求項7の発明は、請求項6の構成に、前
記樹脂供給手段により前記定盤の表面に供給された液状
の樹脂を硬化させて前記研磨用樹脂膜を形成する樹脂硬
化手段をさらに備えている構成を付加するものである。
記樹脂供給手段により前記定盤の表面に供給された液状
の樹脂を硬化させて前記研磨用樹脂膜を形成する樹脂硬
化手段をさらに備えている構成を付加するものである。
【0025】請求項8の発明は、請求項7の構成に、前
記樹脂供給手段により前記定盤の表面に供給される樹脂
は熱硬化性であり、前記樹脂硬化手段は、前記樹脂供給
手段により前記定盤の表面に供給された樹脂を加熱して
硬化させる手段である構成を付加するものである。
記樹脂供給手段により前記定盤の表面に供給される樹脂
は熱硬化性であり、前記樹脂硬化手段は、前記樹脂供給
手段により前記定盤の表面に供給された樹脂を加熱して
硬化させる手段である構成を付加するものである。
【0026】請求項9の発明は、請求項7の構成に、前
記樹脂供給手段により前記定盤の表面に供給される樹脂
は光硬化性であり、前記樹脂硬化手段は、前記樹脂供給
手段により前記定盤の表面に供給された樹脂に紫外線を
照射して硬化させる手段である構成を付加するものであ
る。
記樹脂供給手段により前記定盤の表面に供給される樹脂
は光硬化性であり、前記樹脂硬化手段は、前記樹脂供給
手段により前記定盤の表面に供給された樹脂に紫外線を
照射して硬化させる手段である構成を付加するものであ
る。
【0027】請求項10の発明は、請求項6の構成に、
前記研磨用樹脂膜を溶解する溶剤を前記定盤の上に供給
する溶剤供給手段をさらに備えている構成を付加するも
のである。
前記研磨用樹脂膜を溶解する溶剤を前記定盤の上に供給
する溶剤供給手段をさらに備えている構成を付加するも
のである。
【0028】請求項11の発明が講じた解決手段は、基
板の研磨装置を、回転可能な剛性の定盤と、該定盤の表
面に設けられた半透明な研磨パッドと、被研磨基板を保
持すると共に保持した被研磨基板を前記研磨パッドに押
し付ける基板保持手段と、前記定盤の表面で反射され前
記半透明な研磨パッドを通過してくる光の強度を検出す
る光強度検出手段とを備えている構成とするものであ
る。
板の研磨装置を、回転可能な剛性の定盤と、該定盤の表
面に設けられた半透明な研磨パッドと、被研磨基板を保
持すると共に保持した被研磨基板を前記研磨パッドに押
し付ける基板保持手段と、前記定盤の表面で反射され前
記半透明な研磨パッドを通過してくる光の強度を検出す
る光強度検出手段とを備えている構成とするものであ
る。
【0029】請求項11の構成により、定盤の表面で反
射され半透明な研磨パッドを通過してくる光の強度を検
出すると、研磨パッドが磨耗して全面に亘って厚さが低
減している場合には光の強度が大きくなり、研磨パッド
が部分的に磨耗して研磨パッドの表面に凹凸が形成され
ている場合には光の強度が部位によって異なることにな
る。
射され半透明な研磨パッドを通過してくる光の強度を検
出すると、研磨パッドが磨耗して全面に亘って厚さが低
減している場合には光の強度が大きくなり、研磨パッド
が部分的に磨耗して研磨パッドの表面に凹凸が形成され
ている場合には光の強度が部位によって異なることにな
る。
【0030】請求項12の発明が講じた解決手段は、基
板の研磨装置を、回転可能な剛性の定盤と、該定盤の上
に設けられ有色の下層と半透明な上層とを有する多層構
造の研磨パッドと、被研磨基板を保持すると共に保持し
た被研磨基板を前記研磨パッドに押し付ける基板保持手
段と、前記研磨パッドの前記下層の表面で反射され前記
半透明な上層を通過してくる光の強度を検出する光強度
検出手段とを備えている構成とするものである。
板の研磨装置を、回転可能な剛性の定盤と、該定盤の上
に設けられ有色の下層と半透明な上層とを有する多層構
造の研磨パッドと、被研磨基板を保持すると共に保持し
た被研磨基板を前記研磨パッドに押し付ける基板保持手
段と、前記研磨パッドの前記下層の表面で反射され前記
半透明な上層を通過してくる光の強度を検出する光強度
検出手段とを備えている構成とするものである。
【0031】請求項12の構成により、研磨パッドの下
層の表面で反射され半透明な上層を通過してくる光の強
度を検出すると、研磨パッドが磨耗して全面に亘って厚
さが低減している場合には光の強度が大きくなり、研磨
パッドが部分的に磨耗して研磨パッドの表面に凹凸が形
成されている場合には光の強度が部位によって異なるこ
とになる。
層の表面で反射され半透明な上層を通過してくる光の強
度を検出すると、研磨パッドが磨耗して全面に亘って厚
さが低減している場合には光の強度が大きくなり、研磨
パッドが部分的に磨耗して研磨パッドの表面に凹凸が形
成されている場合には光の強度が部位によって異なるこ
とになる。
【0032】請求項13の発明が講じた解決手段は、基
板の研磨方法を、剛性の定盤の表面に液状の樹脂を回転
塗布する工程と、前記定盤の表面に回転塗布された前記
樹脂を硬化させて研磨用樹脂膜を形成する工程と、被研
磨基板を保持すると共に保持した被研磨基板を前記研磨
用樹脂膜に押し付けて被研磨基板を研磨する工程とを備
えている構成とするものである。
板の研磨方法を、剛性の定盤の表面に液状の樹脂を回転
塗布する工程と、前記定盤の表面に回転塗布された前記
樹脂を硬化させて研磨用樹脂膜を形成する工程と、被研
磨基板を保持すると共に保持した被研磨基板を前記研磨
用樹脂膜に押し付けて被研磨基板を研磨する工程とを備
えている構成とするものである。
【0033】請求項13の構成により、定盤の表面に回
転塗布された液状の樹脂を硬化させて定盤の表面に研磨
用樹脂膜を形成する際、液状の樹脂は表面張力によって
定盤の表面に均一に広がるので、研磨用樹脂膜の表面は
極めて平坦で且つ滑らかである。
転塗布された液状の樹脂を硬化させて定盤の表面に研磨
用樹脂膜を形成する際、液状の樹脂は表面張力によって
定盤の表面に均一に広がるので、研磨用樹脂膜の表面は
極めて平坦で且つ滑らかである。
【0034】請求項14の発明は、請求項13の構成
に、前記研磨用樹脂膜には研磨用の砥粒が含まれている
構成を付加するものである。
に、前記研磨用樹脂膜には研磨用の砥粒が含まれている
構成を付加するものである。
【0035】請求項15の発明は、請求項13の構成
に、前記研磨用樹脂膜は半透明である構成を付加するも
のである。
に、前記研磨用樹脂膜は半透明である構成を付加するも
のである。
【0036】請求項16の発明は、請求項13の構成
に、前記研磨用樹脂膜を前記定盤の表面から除去する工
程をさらに備えている構成を付加するものである。
に、前記研磨用樹脂膜を前記定盤の表面から除去する工
程をさらに備えている構成を付加するものである。
【0037】請求項17の発明は、請求項13の構成
に、表面が凹凸状になった前記研磨用樹脂膜の表面に樹
脂を供給して前記研磨用樹脂膜の表面を平坦化する工程
をさらに備えている構成を付加するものである。
に、表面が凹凸状になった前記研磨用樹脂膜の表面に樹
脂を供給して前記研磨用樹脂膜の表面を平坦化する工程
をさらに備えている構成を付加するものである。
【0038】請求項18の発明が講じた解決手段は、基
板の研磨方法を、表面に半透明な研磨パッドが設けられ
た剛性の定盤を回転する工程と、被研磨基板を前記研磨
パッドに押し付けて前記被研磨基板の表面を研磨する工
程と、前記定盤の表面で反射され前記半透明な研磨パッ
ドを通過してくる光の強度を検出し、検出された光の強
度に基づき前記研磨パッドの膜厚を推定する工程とを備
えている構成とするものである。
板の研磨方法を、表面に半透明な研磨パッドが設けられ
た剛性の定盤を回転する工程と、被研磨基板を前記研磨
パッドに押し付けて前記被研磨基板の表面を研磨する工
程と、前記定盤の表面で反射され前記半透明な研磨パッ
ドを通過してくる光の強度を検出し、検出された光の強
度に基づき前記研磨パッドの膜厚を推定する工程とを備
えている構成とするものである。
【0039】請求項18の構成により、定盤の表面で反
射され半透明な研磨パッドを通過してくる光の強度を検
出すると、研磨パッドが磨耗して全面に亘って厚さが低
減している場合には光の強度が大きくなり、研磨パッド
が部分的に磨耗して研磨パッドの表面に凹凸が形成され
ている場合には光の強度が部位によって異なることにな
る。
射され半透明な研磨パッドを通過してくる光の強度を検
出すると、研磨パッドが磨耗して全面に亘って厚さが低
減している場合には光の強度が大きくなり、研磨パッド
が部分的に磨耗して研磨パッドの表面に凹凸が形成され
ている場合には光の強度が部位によって異なることにな
る。
【0040】請求項19の発明が講じた解決手段は、基
板の研磨方法を、表面に、有色の下層と半透明な上層と
を有する多層構造の研磨パッドが設けられた剛性の定盤
を回転する工程と、被研磨基板を前記研磨パッドに押し
付けて前記被研磨基板の表面を研磨する工程と、前記研
磨パッドの前記下層の表面で反射され前記半透明な上層
を通過してくる光の強度を検出し、検出された光の強度
に基づき前記研磨パッドの膜厚を推定する工程とを備え
ている構成とするものである。
板の研磨方法を、表面に、有色の下層と半透明な上層と
を有する多層構造の研磨パッドが設けられた剛性の定盤
を回転する工程と、被研磨基板を前記研磨パッドに押し
付けて前記被研磨基板の表面を研磨する工程と、前記研
磨パッドの前記下層の表面で反射され前記半透明な上層
を通過してくる光の強度を検出し、検出された光の強度
に基づき前記研磨パッドの膜厚を推定する工程とを備え
ている構成とするものである。
【0041】請求項19の構成により、研磨パッドの下
層の表面で反射され半透明な上層を通過してくる光の強
度を検出すると、研磨パッドが磨耗して全面に亘って厚
さが低減している場合には光の強度が大きくなり、研磨
パッドが部分的に磨耗して研磨パッドの表面に凹凸が形
成されている場合には光の強度が部位によって異なるこ
とになる。
層の表面で反射され半透明な上層を通過してくる光の強
度を検出すると、研磨パッドが磨耗して全面に亘って厚
さが低減している場合には光の強度が大きくなり、研磨
パッドが部分的に磨耗して研磨パッドの表面に凹凸が形
成されている場合には光の強度が部位によって異なるこ
とになる。
【0042】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態に係る
基板の研磨装置及び研磨方法について図面を参照しなが
ら説明する。
基板の研磨装置及び研磨方法について図面を参照しなが
ら説明する。
【0043】(第1の実施形態)以下、第1の実施形態
に係る基板の研磨装置及び基板の研磨方法について説明
する。
に係る基板の研磨装置及び基板の研磨方法について説明
する。
【0044】図1は、本発明の第1の実施形態に係る基
板の研磨装置の概略構造を示しており、図1において、
31は平坦な表面を持つ剛体よりなる回転可能な定盤で
ある。定盤31の上方には、熱硬化性を有する液状の樹
脂を供給する第1の配管32が設けられており、該第1
の配管32から液状の樹脂を定盤31の表面に全面に亘
って供給し、表面張力によって均一に広がった樹脂を熱
で硬化させることにより、定盤31の表面に研磨用樹脂
膜33を形成する。この場合、定盤31を回転させなが
ら第1の配管32から樹脂を滴下することにより、樹脂
を表面張力により広がらせ定盤31の上に均一な膜厚を
有する研磨用樹脂膜33を形成することができる。ま
た、第1の配管32は、定盤31の上方において定盤3
1の中心付近から径方向に往復移動しながら所定量の樹
脂を定盤31上に滴下することにより定盤31の上に均
一に樹脂を供給し、樹脂を供給しないときには定盤31
の上方から外方に移動する。定盤31の斜め上方には、
定盤31の表面に供給された樹脂を加熱して硬化させる
加熱ランプ34が設けられている。
板の研磨装置の概略構造を示しており、図1において、
31は平坦な表面を持つ剛体よりなる回転可能な定盤で
ある。定盤31の上方には、熱硬化性を有する液状の樹
脂を供給する第1の配管32が設けられており、該第1
の配管32から液状の樹脂を定盤31の表面に全面に亘
って供給し、表面張力によって均一に広がった樹脂を熱
で硬化させることにより、定盤31の表面に研磨用樹脂
膜33を形成する。この場合、定盤31を回転させなが
ら第1の配管32から樹脂を滴下することにより、樹脂
を表面張力により広がらせ定盤31の上に均一な膜厚を
有する研磨用樹脂膜33を形成することができる。ま
た、第1の配管32は、定盤31の上方において定盤3
1の中心付近から径方向に往復移動しながら所定量の樹
脂を定盤31上に滴下することにより定盤31の上に均
一に樹脂を供給し、樹脂を供給しないときには定盤31
の上方から外方に移動する。定盤31の斜め上方には、
定盤31の表面に供給された樹脂を加熱して硬化させる
加熱ランプ34が設けられている。
【0045】研磨用樹脂膜33の厚さは0.01mm程
度であって、従来の研磨パッドの厚さが0.1mm程度
であるのに対して約10分の1の厚さである。研磨用樹
脂膜33を形成する樹脂としては、ポリウレタン、ポリ
エチレン、ポリイミド等を用いることができ、硬質でも
軟質でもよい。
度であって、従来の研磨パッドの厚さが0.1mm程度
であるのに対して約10分の1の厚さである。研磨用樹
脂膜33を形成する樹脂としては、ポリウレタン、ポリ
エチレン、ポリイミド等を用いることができ、硬質でも
軟質でもよい。
【0046】図1に示すように、定盤31の上方には基
板35を保持するための基板保持装置36が配置されて
おり、該基板保持装置36は、図示しない回転駆動手段
により回転する回転軸36Aと、回転軸36Aの下端に
一体的に設けられ基板35を保持する円盤状の基板保持
ヘッド36Bとを備えている。
板35を保持するための基板保持装置36が配置されて
おり、該基板保持装置36は、図示しない回転駆動手段
により回転する回転軸36Aと、回転軸36Aの下端に
一体的に設けられ基板35を保持する円盤状の基板保持
ヘッド36Bとを備えている。
【0047】また、定盤31の上方には、基板35の研
磨時に定盤31上に形成された研磨用樹脂膜33の上に
研磨剤を供給するための第2の配管37が設けられてお
り、該第2の配管37から研磨用樹脂膜33上に滴下さ
れる研磨剤によって基板35は研磨される。第2の配管
37は、研磨剤を滴下する際には定盤31の中央部付近
の上方に移動し、研磨剤を滴下しないときには定盤31
の上方から外方に移動する。
磨時に定盤31上に形成された研磨用樹脂膜33の上に
研磨剤を供給するための第2の配管37が設けられてお
り、該第2の配管37から研磨用樹脂膜33上に滴下さ
れる研磨剤によって基板35は研磨される。第2の配管
37は、研磨剤を滴下する際には定盤31の中央部付近
の上方に移動し、研磨剤を滴下しないときには定盤31
の上方から外方に移動する。
【0048】また、定盤31の上方には、定盤31の表
面に形成された研磨用樹脂膜33を溶解する溶剤を供給
する第3の配管38が設けられており、該第3の配管3
8から供給される溶剤によって磨耗した研磨用樹脂膜3
3は溶解されて除去される。第3の配管38は、定盤3
1上の上方において中心部近傍から径方向に移動しなが
ら、所定量の溶剤を定盤31上に滴下して磨耗した研磨
用樹脂膜33を溶解して除去し、研磨用樹脂膜33を溶
解しないときには定盤31の上方から外方に移動する。
面に形成された研磨用樹脂膜33を溶解する溶剤を供給
する第3の配管38が設けられており、該第3の配管3
8から供給される溶剤によって磨耗した研磨用樹脂膜3
3は溶解されて除去される。第3の配管38は、定盤3
1上の上方において中心部近傍から径方向に移動しなが
ら、所定量の溶剤を定盤31上に滴下して磨耗した研磨
用樹脂膜33を溶解して除去し、研磨用樹脂膜33を溶
解しないときには定盤31の上方から外方に移動する。
【0049】以上のように、第1の実施形態に係る基板
の研磨装置によると、回転している定盤31の上に液状
の樹脂を滴下し、表面張力により広がった樹脂を硬化さ
せるので、定盤31の表面に平坦で且つ均一な厚さを持
つ研磨用樹脂膜33を形成することができる。
の研磨装置によると、回転している定盤31の上に液状
の樹脂を滴下し、表面張力により広がった樹脂を硬化さ
せるので、定盤31の表面に平坦で且つ均一な厚さを持
つ研磨用樹脂膜33を形成することができる。
【0050】尚、定盤31及び基板保持装置36は、第
3の配管38から供給される溶剤に侵されない材質、例
えば、アルミナ等により形成されている。この場合、定
盤31の表面を保護するための例えばアクリル系の樹脂
よりなる保護パッドを定盤31の表面に貼着しておき、
基板35の破損等により傷が付いた保護パッドを適宜取
り替えることにより、定盤31の保護を図ってもよい。
3の配管38から供給される溶剤に侵されない材質、例
えば、アルミナ等により形成されている。この場合、定
盤31の表面を保護するための例えばアクリル系の樹脂
よりなる保護パッドを定盤31の表面に貼着しておき、
基板35の破損等により傷が付いた保護パッドを適宜取
り替えることにより、定盤31の保護を図ってもよい。
【0051】また、第1の配管32と第3の配管38と
を共通の配管とし、切り替えバルブ等により樹脂の供給
と溶剤の供給とを切り替えてもよい。
を共通の配管とし、切り替えバルブ等により樹脂の供給
と溶剤の供給とを切り替えてもよい。
【0052】また、第1の実施形態においては、第1の
配管32から熱硬化性の樹脂を供給し、該樹脂を加熱に
より硬化させたが、これに代えて、第1の配管32から
光硬化性の樹脂を供給し、該樹脂を紫外線により硬化さ
せてもよい。
配管32から熱硬化性の樹脂を供給し、該樹脂を加熱に
より硬化させたが、これに代えて、第1の配管32から
光硬化性の樹脂を供給し、該樹脂を紫外線により硬化さ
せてもよい。
【0053】以下、第1の実施形態に係る基板の研磨装
置を用いて研磨する方法を図2のフローチャートに基づ
き説明する。
置を用いて研磨する方法を図2のフローチャートに基づ
き説明する。
【0054】まず、第1の工程として、定盤31を例え
ば30r.p.m.で回転させながら、第1の配管32から例
えば溶媒に溶かされたポリウレタン樹脂を定盤31上に
滴下することにより、定盤31の上に全面に亘って樹脂
を塗布する。
ば30r.p.m.で回転させながら、第1の配管32から例
えば溶媒に溶かされたポリウレタン樹脂を定盤31上に
滴下することにより、定盤31の上に全面に亘って樹脂
を塗布する。
【0055】次に、第2の工程として、定盤31の回転
を止めて、定盤31上の樹脂の表面張力により該樹脂の
表面を平坦にした後、定盤31をゆっくりと回転させな
がら、定盤31上の樹脂を加熱ランプ34により加熱す
ることによって、樹脂を硬化させて研磨用樹脂膜33
(図2においては図示の便宜上、パッドと表現してい
る。)を形成する。この場合、例えば、定盤31を例え
ば5r.p.m.で回転させながら、溶媒に溶かされたポリウ
レタン樹脂を60℃に加熱することにより溶媒を蒸発さ
せて、研磨用樹脂膜33を形成する。
を止めて、定盤31上の樹脂の表面張力により該樹脂の
表面を平坦にした後、定盤31をゆっくりと回転させな
がら、定盤31上の樹脂を加熱ランプ34により加熱す
ることによって、樹脂を硬化させて研磨用樹脂膜33
(図2においては図示の便宜上、パッドと表現してい
る。)を形成する。この場合、例えば、定盤31を例え
ば5r.p.m.で回転させながら、溶媒に溶かされたポリウ
レタン樹脂を60℃に加熱することにより溶媒を蒸発さ
せて、研磨用樹脂膜33を形成する。
【0056】次に、第3の工程として、基板35を基板
保持装置36に保持させて定盤31の上方に移動する。
その後、定盤31を回転させながら、第2の配管37か
ら研磨砥粒を含む研磨剤を定盤31上に滴下すると共
に、基板保持装置36を定盤31と同方向に回転させな
がら降下させて、基板保持装置36に保持された基板3
5を研磨用樹脂膜33に圧接することにより、基板35
の表面を研磨する。基板35の研磨が完了すると、基板
保持装置36を定盤31の上方から所定の位置に移動し
て基板35をアンロードする。例えば直径200mmの
ウェハーよりなる基板35を研磨する場合の研磨条件と
しては、定盤31を100r.p.m.で回転させながら、1
0〜15wt%のシリカを含むpH10〜11のアルカ
リ溶液よりなる研磨剤を200cc/minの割合で滴
下すると共に、基板保持装置36を20r.p.m.で回転し
ながら基板35を研磨用樹脂膜33に押圧することによ
り、基板35の表面の圧力が300g/cm2 となるよ
うに設定する。
保持装置36に保持させて定盤31の上方に移動する。
その後、定盤31を回転させながら、第2の配管37か
ら研磨砥粒を含む研磨剤を定盤31上に滴下すると共
に、基板保持装置36を定盤31と同方向に回転させな
がら降下させて、基板保持装置36に保持された基板3
5を研磨用樹脂膜33に圧接することにより、基板35
の表面を研磨する。基板35の研磨が完了すると、基板
保持装置36を定盤31の上方から所定の位置に移動し
て基板35をアンロードする。例えば直径200mmの
ウェハーよりなる基板35を研磨する場合の研磨条件と
しては、定盤31を100r.p.m.で回転させながら、1
0〜15wt%のシリカを含むpH10〜11のアルカ
リ溶液よりなる研磨剤を200cc/minの割合で滴
下すると共に、基板保持装置36を20r.p.m.で回転し
ながら基板35を研磨用樹脂膜33に押圧することによ
り、基板35の表面の圧力が300g/cm2 となるよ
うに設定する。
【0057】次に、第4の工程として、定盤31を回転
させながら、第3の配管38から研磨用樹脂膜33を溶
解する溶剤、例えば、アセトン等有機溶媒や濃硫酸等を
定盤31の上に滴下して、定盤31上の研磨用樹脂膜3
3を溶解して除去する。
させながら、第3の配管38から研磨用樹脂膜33を溶
解する溶剤、例えば、アセトン等有機溶媒や濃硫酸等を
定盤31の上に滴下して、定盤31上の研磨用樹脂膜3
3を溶解して除去する。
【0058】以上の第1の工程から第4の工程を繰り返
すことにより、研磨によって厚さや凹凸量の変化した、
つまり疲労した研磨用樹脂膜33を、ドレッシング処理
することなく再生することができる。すなわち、疲労し
た研磨用樹脂膜33を除去し、表面が平坦な研磨用樹脂
膜33を新たに形成することにより、厚さが均一で且つ
表面に凹凸がない研磨用樹脂膜33により基板35を安
定して研磨することができる。
すことにより、研磨によって厚さや凹凸量の変化した、
つまり疲労した研磨用樹脂膜33を、ドレッシング処理
することなく再生することができる。すなわち、疲労し
た研磨用樹脂膜33を除去し、表面が平坦な研磨用樹脂
膜33を新たに形成することにより、厚さが均一で且つ
表面に凹凸がない研磨用樹脂膜33により基板35を安
定して研磨することができる。
【0059】尚、第1の実施形態において、定盤31を
回転させながら液状の樹脂を滴下したが、用いられる樹
脂の粘性及び溶媒の種類や量によって、定盤31の回転
速度及び滴下する樹脂の量を調節することが好ましい。
回転させながら液状の樹脂を滴下したが、用いられる樹
脂の粘性及び溶媒の種類や量によって、定盤31の回転
速度及び滴下する樹脂の量を調節することが好ましい。
【0060】また、第1の実施形態においては、熱硬化
性の樹脂を加熱ランプ34により加熱して硬化させるこ
とにより研磨用樹脂膜33を形成したが、これに代え
て、定盤31の温度を上昇させ定盤31の熱によって樹
脂を硬化させてもよい。
性の樹脂を加熱ランプ34により加熱して硬化させるこ
とにより研磨用樹脂膜33を形成したが、これに代え
て、定盤31の温度を上昇させ定盤31の熱によって樹
脂を硬化させてもよい。
【0061】また、第1の実施形態においては、研磨砥
粒を含む研磨剤を供給するようにしたが、これに代え
て、研磨砥粒を含む樹脂を硬化させて研磨用樹脂膜33
を形成し、研磨砥粒研磨を含まずpHが調節された液体
を研磨用樹脂膜33の上に供給してもよい。
粒を含む研磨剤を供給するようにしたが、これに代え
て、研磨砥粒を含む樹脂を硬化させて研磨用樹脂膜33
を形成し、研磨砥粒研磨を含まずpHが調節された液体
を研磨用樹脂膜33の上に供給してもよい。
【0062】また、前記の第4の工程においては、所定
数の基板35を研磨した後に研磨用樹脂膜33を更新し
てもよいし、研磨用樹脂膜33が寿命を越えた時点、つ
まり、研磨用樹脂膜33の面内均一性又は段差吸収性能
が許容できる範囲を越えた時点で、研磨用樹脂膜33を
更新してもよい。
数の基板35を研磨した後に研磨用樹脂膜33を更新し
てもよいし、研磨用樹脂膜33が寿命を越えた時点、つ
まり、研磨用樹脂膜33の面内均一性又は段差吸収性能
が許容できる範囲を越えた時点で、研磨用樹脂膜33を
更新してもよい。
【0063】さらに、研磨用樹脂膜33が寿命が越えた
時点で、研磨用樹脂膜33を除去することなく、疲労し
た研磨用樹脂膜33の上に第2の配管32から樹脂を供
給して研磨用樹脂膜33を平坦化して、研磨用樹脂膜3
3の面内均一性及び段差吸収性能を回復してもよい。こ
の場合、研磨用樹脂膜33の厚さが従来の研磨パッドの
厚さに比べて極めて薄いので、樹脂の供給により研磨用
樹脂膜33の表面を平坦化することが可能になる。
時点で、研磨用樹脂膜33を除去することなく、疲労し
た研磨用樹脂膜33の上に第2の配管32から樹脂を供
給して研磨用樹脂膜33を平坦化して、研磨用樹脂膜3
3の面内均一性及び段差吸収性能を回復してもよい。こ
の場合、研磨用樹脂膜33の厚さが従来の研磨パッドの
厚さに比べて極めて薄いので、樹脂の供給により研磨用
樹脂膜33の表面を平坦化することが可能になる。
【0064】(第2の実施形態)図3は、本発明の第2
の実施形態に係る基板の研磨装置の概略構造を示してお
り、図3において、31は平坦な表面を持つ剛体よりな
り回転可能であって例えば赤色の定盤、39は定盤31
の上に貼着された白色半透明の研磨パッド、40は研磨
パッド39の上に研磨剤を供給する第1の配管、41は
研磨パッド39の上に洗浄用の水を供給する第2の配
管、42は研磨パッド39の色の強度(R,G,B)を
測定するカメラである。定盤31の上方には、第1の実
施形態と同様に、図示しない回転駆動手段により回転す
る回転軸36Aと、回転軸36Aの下端に一体的に設け
られ基板35を保持する円盤状の基板保持ヘッド36B
とを有する基板保持装置36が配置されている。
の実施形態に係る基板の研磨装置の概略構造を示してお
り、図3において、31は平坦な表面を持つ剛体よりな
り回転可能であって例えば赤色の定盤、39は定盤31
の上に貼着された白色半透明の研磨パッド、40は研磨
パッド39の上に研磨剤を供給する第1の配管、41は
研磨パッド39の上に洗浄用の水を供給する第2の配
管、42は研磨パッド39の色の強度(R,G,B)を
測定するカメラである。定盤31の上方には、第1の実
施形態と同様に、図示しない回転駆動手段により回転す
る回転軸36Aと、回転軸36Aの下端に一体的に設け
られ基板35を保持する円盤状の基板保持ヘッド36B
とを有する基板保持装置36が配置されている。
【0065】第2の実施形態に係る基板の研磨装置にお
いては、第2の配管41から水を供給して研磨パッド3
9の表面を洗浄すると共に研磨剤を除去した後に、カメ
ラ42により研磨パッド39を通過してくる定盤31の
赤色の色強度を測定する。研磨パッド39の厚さが十分
に厚い場合には、定盤31の赤色は研磨パッド39を透
過しないので、カメラ42は研磨パッド39の白色を捕
らえ、R,G,Bの信号強度は略等しい。研磨パッド3
9が半透明であるために、研磨パッド39が薄くなるに
つれて、研磨パッド39を透過する定盤31の赤色が増
加し、Rの信号強度が増加してくる。
いては、第2の配管41から水を供給して研磨パッド3
9の表面を洗浄すると共に研磨剤を除去した後に、カメ
ラ42により研磨パッド39を通過してくる定盤31の
赤色の色強度を測定する。研磨パッド39の厚さが十分
に厚い場合には、定盤31の赤色は研磨パッド39を透
過しないので、カメラ42は研磨パッド39の白色を捕
らえ、R,G,Bの信号強度は略等しい。研磨パッド3
9が半透明であるために、研磨パッド39が薄くなるに
つれて、研磨パッド39を透過する定盤31の赤色が増
加し、Rの信号強度が増加してくる。
【0066】図4は、研磨パッド39の厚さとR,G,
Bの信号強度との関係を示し、横軸は研磨パッド39の
厚さを表し、縦軸は研磨パッド39が無い場合の色の信
号強度を1としたときの色の信号強度を表している。図
4に示すように、研磨パッド39の厚さが薄くなるにつ
れて、Rの信号強度が大きくなる一方、G,Bの信号強
度は小さくなるので、研磨パッド39の厚さを判断する
ことができる。また、定盤31の全面におけるR,G,
Bの信号強度を測定することにより、研磨パッド39の
凹凸の状態つまり部位による厚さの変化を判断すること
ができる。
Bの信号強度との関係を示し、横軸は研磨パッド39の
厚さを表し、縦軸は研磨パッド39が無い場合の色の信
号強度を1としたときの色の信号強度を表している。図
4に示すように、研磨パッド39の厚さが薄くなるにつ
れて、Rの信号強度が大きくなる一方、G,Bの信号強
度は小さくなるので、研磨パッド39の厚さを判断する
ことができる。また、定盤31の全面におけるR,G,
Bの信号強度を測定することにより、研磨パッド39の
凹凸の状態つまり部位による厚さの変化を判断すること
ができる。
【0067】半透明の研磨パッド39の作製方法として
は、光を通さない微粒子を数wt%程度含む透明の樹脂
により形成してよいし、透明な樹脂に微細な気泡を形成
することにより光を乱反射させる構造にしてもよい。
は、光を通さない微粒子を数wt%程度含む透明の樹脂
により形成してよいし、透明な樹脂に微細な気泡を形成
することにより光を乱反射させる構造にしてもよい。
【0068】尚、第2の実施形態においては、赤色の定
盤31と白色半透明の研磨パッド39とを用いたが、こ
れに代えて、白色の定盤31と赤色半透明の研磨パッド
39との組合せでもよい。この場合には、Rの信号強度
の低下及びG,Bの信号強度の増加により、研磨パッド
39の厚さを判断することができる。また、これ以外の
色の組み合わせについても種々採用することができる。
盤31と白色半透明の研磨パッド39とを用いたが、こ
れに代えて、白色の定盤31と赤色半透明の研磨パッド
39との組合せでもよい。この場合には、Rの信号強度
の低下及びG,Bの信号強度の増加により、研磨パッド
39の厚さを判断することができる。また、これ以外の
色の組み合わせについても種々採用することができる。
【0069】また、多層構造の研磨パッド39を用いる
場合には、定盤31に着色する代わりに、パッドの表面
層を半透明とし、表面層以外の層を有色にしてもよい。
場合には、定盤31に着色する代わりに、パッドの表面
層を半透明とし、表面層以外の層を有色にしてもよい。
【0070】また、第2の実施形態においては、研磨パ
ッド39の表面を水により洗浄した後に色の信号強度を
測定したが、これに代えて、高圧エアー等により研磨パ
ッド39上の研磨剤を部分的に除去し、研磨剤が除去さ
れた領域の色の信号強度を測定してもよい。
ッド39の表面を水により洗浄した後に色の信号強度を
測定したが、これに代えて、高圧エアー等により研磨パ
ッド39上の研磨剤を部分的に除去し、研磨剤が除去さ
れた領域の色の信号強度を測定してもよい。
【0071】さらに、前記の第1の実施形態に係る基板
の研磨装置を用い、例えば赤色に着色された定盤31の
上に第1の配管32から白色半透明の樹脂を供給して白
色半透明の研磨用樹脂膜33を形成し、該研磨用樹脂膜
33を通過してくる定盤31の赤色の信号強度を測定し
てもよい。この場合には、例えば、赤色の信号強度が所
定値を越えると、第3の配管38から溶剤を定盤31上
に供給して研磨用樹脂膜33を除去した後、第1の配管
32から樹脂を供給して新たな研磨用樹脂膜33を形成
したり、又は、研磨用樹脂膜33を除去することなく第
1の配管32から樹脂を供給して研磨用樹脂膜33の表
面を平坦化したりすることができる。
の研磨装置を用い、例えば赤色に着色された定盤31の
上に第1の配管32から白色半透明の樹脂を供給して白
色半透明の研磨用樹脂膜33を形成し、該研磨用樹脂膜
33を通過してくる定盤31の赤色の信号強度を測定し
てもよい。この場合には、例えば、赤色の信号強度が所
定値を越えると、第3の配管38から溶剤を定盤31上
に供給して研磨用樹脂膜33を除去した後、第1の配管
32から樹脂を供給して新たな研磨用樹脂膜33を形成
したり、又は、研磨用樹脂膜33を除去することなく第
1の配管32から樹脂を供給して研磨用樹脂膜33の表
面を平坦化したりすることができる。
【0072】
【発明の効果】請求項1の発明に係る基板の研磨装置に
よると、液状の樹脂が表面張力により広がった後に硬化
して形成された研磨用樹脂膜を備えているため、研磨用
樹脂膜の表面はドレッシング処理を行なわなくても極め
て平坦で且つ滑らかであるので、200mm以上の大径
の被研磨基板の表面を極めて均一に研磨することができ
る。
よると、液状の樹脂が表面張力により広がった後に硬化
して形成された研磨用樹脂膜を備えているため、研磨用
樹脂膜の表面はドレッシング処理を行なわなくても極め
て平坦で且つ滑らかであるので、200mm以上の大径
の被研磨基板の表面を極めて均一に研磨することができ
る。
【0073】請求項2の発明に係る基板の研磨装置によ
ると、研磨用樹脂膜は、定盤の表面に回転塗布された樹
脂が硬化することにより形成されているため、定盤の表
面に供給された液状の樹脂は定盤の表面に均一に広がる
ので、研磨用樹脂膜の表面は一層平坦で且つ滑らかであ
る。
ると、研磨用樹脂膜は、定盤の表面に回転塗布された樹
脂が硬化することにより形成されているため、定盤の表
面に供給された液状の樹脂は定盤の表面に均一に広がる
ので、研磨用樹脂膜の表面は一層平坦で且つ滑らかであ
る。
【0074】請求項3の発明に係る基板の研磨装置によ
ると、研磨用樹脂膜には研磨用の砥粒が含まれているた
め、研磨用の砥粒を含まない研磨剤を用いて被研磨基板
の研磨を行なうことができる。
ると、研磨用樹脂膜には研磨用の砥粒が含まれているた
め、研磨用の砥粒を含まない研磨剤を用いて被研磨基板
の研磨を行なうことができる。
【0075】請求項4の発明に係る基板の研磨装置によ
ると、研磨用樹脂膜は半透明であるため、定盤の表面で
反射され半透明な研磨用樹脂膜を通過してくる光の強度
を検出すると、研磨パッドが磨耗して全面に亘って厚さ
が低減している場合には光の強度が大きくなり、研磨パ
ッドが部分的に磨耗して研磨パッドの表面に凹凸が形成
されている場合には光の強度が部位によって異なるの
で、研磨パッドの交換時期を正確に判断することができ
る。
ると、研磨用樹脂膜は半透明であるため、定盤の表面で
反射され半透明な研磨用樹脂膜を通過してくる光の強度
を検出すると、研磨パッドが磨耗して全面に亘って厚さ
が低減している場合には光の強度が大きくなり、研磨パ
ッドが部分的に磨耗して研磨パッドの表面に凹凸が形成
されている場合には光の強度が部位によって異なるの
で、研磨パッドの交換時期を正確に判断することができ
る。
【0076】請求項5の発明に係る基板の研磨装置によ
ると、光強度検出手段を備えているため、定盤の表面で
反射され半透明な研磨用樹脂膜を通過してくる光の強度
を簡易且つ確実に検出することができる。
ると、光強度検出手段を備えているため、定盤の表面で
反射され半透明な研磨用樹脂膜を通過してくる光の強度
を簡易且つ確実に検出することができる。
【0077】請求項6の発明に係る基板の研磨装置によ
ると、樹脂供給手段を備えているため、定盤の表面に研
磨用樹脂膜を形成するための液状の樹脂を簡易に供給す
ることができる。
ると、樹脂供給手段を備えているため、定盤の表面に研
磨用樹脂膜を形成するための液状の樹脂を簡易に供給す
ることができる。
【0078】請求項7の発明に係る基板の研磨装置によ
ると、樹脂硬化手段を備えているため、樹脂供給手段に
より定盤の表面に供給された液状の樹脂を簡易且つ確実
に硬化させることができる。
ると、樹脂硬化手段を備えているため、樹脂供給手段に
より定盤の表面に供給された液状の樹脂を簡易且つ確実
に硬化させることができる。
【0079】請求項8の発明に係る基板の研磨装置によ
ると、定盤の表面に供給される樹脂は熱硬化性であり、
樹脂硬化手段は樹脂を加熱して硬化させる手段であるた
め、熱硬化性樹脂を加熱することにより、研磨用樹脂膜
を簡易に形成することができる。
ると、定盤の表面に供給される樹脂は熱硬化性であり、
樹脂硬化手段は樹脂を加熱して硬化させる手段であるた
め、熱硬化性樹脂を加熱することにより、研磨用樹脂膜
を簡易に形成することができる。
【0080】請求項9の発明に係る基板の研磨装置によ
ると、定盤の表面に供給される樹脂は光硬化性であり、
樹脂硬化手段は樹脂に紫外線を照射して硬化させる手段
であるため、光硬化性樹脂に紫外線を照射することによ
り、樹脂に熱を加えることなく研磨用樹脂膜を形成する
ことができる。
ると、定盤の表面に供給される樹脂は光硬化性であり、
樹脂硬化手段は樹脂に紫外線を照射して硬化させる手段
であるため、光硬化性樹脂に紫外線を照射することによ
り、樹脂に熱を加えることなく研磨用樹脂膜を形成する
ことができる。
【0081】請求項10の発明に係る基板の研磨装置に
よると、溶剤供給手段により研磨用樹脂膜を溶解する溶
剤を定盤の上に供給することができるので、研磨用樹脂
膜を溶解して除去する作業を容易に行なうことができ
る。
よると、溶剤供給手段により研磨用樹脂膜を溶解する溶
剤を定盤の上に供給することができるので、研磨用樹脂
膜を溶解して除去する作業を容易に行なうことができ
る。
【0082】請求項11の発明に係る基板の研磨装置に
よると、定盤の表面で反射され半透明な研磨パッドを通
過してくる光の強度を検出し、検出された光の強度が大
きくなったり、光の強度が部位によって異なったりする
ときには、研磨パッドが寿命であると分かるので、研磨
パッドの交換時期を正確に判断することができる。
よると、定盤の表面で反射され半透明な研磨パッドを通
過してくる光の強度を検出し、検出された光の強度が大
きくなったり、光の強度が部位によって異なったりする
ときには、研磨パッドが寿命であると分かるので、研磨
パッドの交換時期を正確に判断することができる。
【0083】請求項12の発明に係る基板の研磨装置に
よると、研磨パッドの下層の表面で反射され半透明な上
層を通過してくる光の強度を検出し、検出された光の強
度が大きくなったり、光の強度が部位によって異なった
りするときには、研磨パッドが寿命であると分かるの
で、研磨パッドの交換時期を正確に判断することができ
る。
よると、研磨パッドの下層の表面で反射され半透明な上
層を通過してくる光の強度を検出し、検出された光の強
度が大きくなったり、光の強度が部位によって異なった
りするときには、研磨パッドが寿命であると分かるの
で、研磨パッドの交換時期を正確に判断することができ
る。
【0084】請求項13の発明に係る基板の研磨方法に
よると、定盤の表面に回転塗布された液状の樹脂を硬化
させて定盤の表面に研磨用樹脂膜を形成するため、ドレ
ッシング処理を行なわなくても極めて平坦で且つ滑らか
な表面を持つ研磨用樹脂膜が得られるので、被研磨基板
の表面を極めて均一に研磨することができる。
よると、定盤の表面に回転塗布された液状の樹脂を硬化
させて定盤の表面に研磨用樹脂膜を形成するため、ドレ
ッシング処理を行なわなくても極めて平坦で且つ滑らか
な表面を持つ研磨用樹脂膜が得られるので、被研磨基板
の表面を極めて均一に研磨することができる。
【0085】請求項14の発明に係る基板の研磨方法に
よると、研磨用樹脂膜には研磨用の砥粒が含まれている
ため、研磨用の砥粒を含まない研磨剤を用いて被研磨基
板の研磨を行なうことができる。
よると、研磨用樹脂膜には研磨用の砥粒が含まれている
ため、研磨用の砥粒を含まない研磨剤を用いて被研磨基
板の研磨を行なうことができる。
【0086】請求項15の発明に係る基板の研磨方法に
よると、研磨用樹脂膜は半透明であるため、定盤の表面
で反射され半透明な研磨用樹脂膜を通過してくる光の強
度を検出することにより、研磨パッドの交換時期を正確
に判断することができる。
よると、研磨用樹脂膜は半透明であるため、定盤の表面
で反射され半透明な研磨用樹脂膜を通過してくる光の強
度を検出することにより、研磨パッドの交換時期を正確
に判断することができる。
【0087】請求項16の発明に係る基板の研磨方法に
よると、研磨用樹脂膜を定盤の表面から除去する工程を
備えているため、新たな樹脂を定盤の表面に供給するこ
とにより、表面が平坦な研磨用樹脂膜を新たに形成する
ことができる。
よると、研磨用樹脂膜を定盤の表面から除去する工程を
備えているため、新たな樹脂を定盤の表面に供給するこ
とにより、表面が平坦な研磨用樹脂膜を新たに形成する
ことができる。
【0088】請求項17の発明に係る基板の研磨方法に
よると、表面が凹凸状になった研磨用樹脂膜の表面に樹
脂を供給して研磨用樹脂膜の表面を平坦化する工程を備
えているため、研磨用樹脂膜を除去することなく、研磨
用樹脂膜の表面を平坦化することができる。
よると、表面が凹凸状になった研磨用樹脂膜の表面に樹
脂を供給して研磨用樹脂膜の表面を平坦化する工程を備
えているため、研磨用樹脂膜を除去することなく、研磨
用樹脂膜の表面を平坦化することができる。
【0089】請求項18の発明に係る基板の研磨方法に
よると、定盤の表面で反射され半透明な研磨パッドを通
過してくる光の強度を検出し、検出された光の強度が大
きくなったり、光の強度が部位によって異なったりする
ときには、研磨パッドが寿命であると分かるので、研磨
パッドの交換時期を正確に判断することができる。
よると、定盤の表面で反射され半透明な研磨パッドを通
過してくる光の強度を検出し、検出された光の強度が大
きくなったり、光の強度が部位によって異なったりする
ときには、研磨パッドが寿命であると分かるので、研磨
パッドの交換時期を正確に判断することができる。
【0090】請求項19の発明に係る基板の研磨方法に
よると、研磨パッドの下層の表面で反射され半透明な上
層を通過してくる光の強度を検出し、検出された光の強
度が大きくなったり、光の強度が部位によって異なった
りするときには、研磨パッドが寿命であると分かるの
で、研磨パッドの交換時期を正確に判断することができ
る。
よると、研磨パッドの下層の表面で反射され半透明な上
層を通過してくる光の強度を検出し、検出された光の強
度が大きくなったり、光の強度が部位によって異なった
りするときには、研磨パッドが寿命であると分かるの
で、研磨パッドの交換時期を正確に判断することができ
る。
【図1】本発明の第1の実施形態に係る基板の研磨装置
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図2】本発明の第1の実施形態に係る基板の研磨方法
の工程を示すフローチャート図である。
の工程を示すフローチャート図である。
【図3】本発明の第2の実施形態に係る基板の研磨装置
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図4】本発明の第2の実施形態に係る基板の研磨方法
に用いる研磨パッドの厚さと色の信号強度との関係を示
す図である。
に用いる研磨パッドの厚さと色の信号強度との関係を示
す図である。
【図5】従来の基板の研磨装置の概略構成図である。
31 定盤 32 第1の配管 33 研磨用樹脂膜 34 加熱ランプ 35 基板 36 基板保持装置 36A 回転軸 36B 基板保持ヘッド 37 第2の配管 38 第3の配管 39 研磨パッド 40 第1の配管 41 第2の配管 42 カメラ
Claims (19)
- 【請求項1】 回転可能な剛性の定盤と、該定盤の表面
で液状の樹脂が硬化することにより形成された研磨用樹
脂膜と、被研磨基板を保持すると共に保持した被研磨基
板を前記研磨用樹脂膜に押し付ける基板保持手段とを備
えていることを特徴とする基板の研磨装置。 - 【請求項2】 前記研磨用樹脂膜は、前記定盤の表面に
回転塗布された樹脂が硬化することにより形成されてい
ることを特徴とする請求項1に記載の基板の研磨装置。 - 【請求項3】 前記研磨用樹脂膜には研磨用の砥粒が含
まれていることを特徴とする請求項1に記載の基板の研
磨装置。 - 【請求項4】 前記研磨用樹脂膜は半透明であることを
特徴とする請求項1に記載の基板の研磨装置。 - 【請求項5】 前記定盤の表面で反射され前記半透明な
研磨用樹脂膜を通過してくる光の強度を検出する光強度
検出手段をさらに備えていることを特徴とする請求項1
に記載の基板の研磨装置。 - 【請求項6】 前記定盤の表面に、前記研磨用樹脂膜を
形成するための液状の樹脂を供給する樹脂供給手段をさ
らに備えていることを特徴とする請求項1に記載の基板
の研磨装置。 - 【請求項7】 前記樹脂供給手段により前記定盤の表面
に供給された液状の樹脂を硬化させて前記研磨用樹脂膜
を形成する樹脂硬化手段をさらに備えていることを特徴
とする請求項6に記載の基板の研磨装置。 - 【請求項8】 前記樹脂供給手段により前記定盤の表面
に供給される樹脂は熱硬化性であり、 前記樹脂硬化手段は、前記樹脂供給手段により前記定盤
の表面に供給された樹脂を加熱して硬化させる手段であ
ることを特徴とする請求項7に記載の基板の研磨装置。 - 【請求項9】 前記樹脂供給手段により前記定盤の表面
に供給される樹脂は光硬化性であり、 前記樹脂硬化手段は、前記樹脂供給手段により前記定盤
の表面に供給された樹脂に紫外線を照射して硬化させる
手段であることを特徴とする請求項7に記載の基板の研
磨装置。 - 【請求項10】 前記研磨用樹脂膜を溶解する溶剤を前
記定盤の上に供給する溶剤供給手段をさらに備えている
ことを特徴とする請求項6に記載の基板の研磨装置。 - 【請求項11】 回転可能な剛性の定盤と、該定盤の表
面に設けられた半透明な研磨パッドと、被研磨基板を保
持すると共に保持した被研磨基板を前記研磨パッドに押
し付ける基板保持手段と、前記定盤の表面で反射され前
記半透明な研磨パッドを通過してくる光の強度を検出す
る光強度検出手段とを備えていることを特徴とする基板
の研磨装置。 - 【請求項12】 回転可能な剛性の定盤と、該定盤の表
面に設けられ有色の下層と半透明な上層とを有する多層
構造の研磨パッドと、被研磨基板を保持すると共に保持
した被研磨基板を前記研磨パッドに押し付ける基板保持
手段と、前記研磨パッドの前記下層の表面で反射され前
記半透明な上層を通過してくる光の強度を検出する光強
度検出手段とを備えていることを特徴とする基板の研磨
装置。 - 【請求項13】 剛性の定盤の表面に液状の樹脂を回転
塗布する工程と、 前記定盤の表面に回転塗布された前記樹脂を硬化させて
研磨用樹脂膜を形成する工程と、 被研磨基板を保持すると共に保持した被研磨基板を前記
研磨用樹脂膜に押し付けて被研磨基板を研磨する工程と
を備えていることを特徴とする基板の研磨方法。 - 【請求項14】 前記研磨用樹脂膜には研磨用の砥粒が
含まれていることを特徴とする請求項13に記載の基板
の研磨方法。 - 【請求項15】 前記研磨用樹脂膜は半透明であること
を特徴とする請求項13に記載の基板の研磨方法。 - 【請求項16】 前記研磨用樹脂膜を前記定盤の表面か
ら除去する工程をさらに備えていることを特徴とする請
求項13に記載の基板の研磨方法。 - 【請求項17】 表面が凹凸状になった前記研磨用樹脂
膜の表面に樹脂を供給して前記研磨用樹脂膜の表面を平
坦化する工程をさらに備えていることを特徴とする請求
項13に記載の基板の研磨方法。 - 【請求項18】 表面に半透明な研磨パッドが設けられ
た剛性の定盤を回転する工程と、 被研磨基板を前記研磨パッドに押し付けて前記被研磨基
板の表面を研磨する工程と、 前記定盤の表面で反射され前記半透明な研磨パッドを通
過してくる光の強度を検出し、検出された光の強度に基
づき前記研磨パッドの膜厚を推定する工程とを備えてい
ることを特徴とする基板の研磨方法。 - 【請求項19】 表面に、有色の下層と半透明な上層と
を有する多層構造の研磨パッドが設けられた剛性の定盤
を回転する工程と、 被研磨基板を前記研磨パッドに押し付けて前記被研磨基
板の表面を研磨する工程と、 前記研磨パッドの前記下層の表面で反射され前記半透明
な上層を通過してくる光の強度を検出し、検出された光
の強度に基づき前記研磨パッドの膜厚を推定する工程と
を備えていることを特徴とする基板の研磨方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2886496A JP2796077B2 (ja) | 1995-06-08 | 1996-02-16 | 基板の研磨装置及び基板の研磨方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7-141536 | 1995-06-08 | ||
JP14153695 | 1995-06-08 | ||
JP2886496A JP2796077B2 (ja) | 1995-06-08 | 1996-02-16 | 基板の研磨装置及び基板の研磨方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0957611A true JPH0957611A (ja) | 1997-03-04 |
JP2796077B2 JP2796077B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=26367015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2886496A Expired - Fee Related JP2796077B2 (ja) | 1995-06-08 | 1996-02-16 | 基板の研磨装置及び基板の研磨方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2796077B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001150345A (ja) * | 1999-08-03 | 2001-06-05 | Applied Materials Inc | ケミカルメカニカルポリシング装置で使用するための洗浄/スラリー散布システムアセンブリ |
JP2003507199A (ja) * | 1999-08-17 | 2003-02-25 | ロデール ホールディングス インコーポレイテッド | 一体化した窓を有する成形された研磨パッド |
KR100417644B1 (ko) * | 1996-12-28 | 2004-04-13 | 주식회사 하이닉스반도체 | 화학적 기계적 연마 장비 보존 방법 |
US6867138B2 (en) | 1999-09-08 | 2005-03-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of chemical/mechanical polishing of the surface of semiconductor device |
WO2012021215A3 (en) * | 2010-08-11 | 2012-04-12 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for temperature control during polishing |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0649158A (ja) * | 1992-08-04 | 1994-02-22 | Sumitomo Durez Co Ltd | ハニカムコア含浸用水溶性フェノール樹脂 |
JPH07263385A (ja) * | 1994-03-18 | 1995-10-13 | Mitsubishi Materials Shilicon Corp | 半導体ウェーハの研磨用定盤 |
-
1996
- 1996-02-16 JP JP2886496A patent/JP2796077B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPH07263385A (ja) * | 1994-03-18 | 1995-10-13 | Mitsubishi Materials Shilicon Corp | 半導体ウェーハの研磨用定盤 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100417644B1 (ko) * | 1996-12-28 | 2004-04-13 | 주식회사 하이닉스반도체 | 화학적 기계적 연마 장비 보존 방법 |
JP2001150345A (ja) * | 1999-08-03 | 2001-06-05 | Applied Materials Inc | ケミカルメカニカルポリシング装置で使用するための洗浄/スラリー散布システムアセンブリ |
JP2003507199A (ja) * | 1999-08-17 | 2003-02-25 | ロデール ホールディングス インコーポレイテッド | 一体化した窓を有する成形された研磨パッド |
US6867138B2 (en) | 1999-09-08 | 2005-03-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of chemical/mechanical polishing of the surface of semiconductor device |
WO2012021215A3 (en) * | 2010-08-11 | 2012-04-12 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for temperature control during polishing |
US8591286B2 (en) | 2010-08-11 | 2013-11-26 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for temperature control during polishing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2796077B2 (ja) | 1998-09-10 |
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---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |