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JP2000271854A - Processing method and apparatus, and processing method of semiconductor substrate - Google Patents

Processing method and apparatus, and processing method of semiconductor substrate

Info

Publication number
JP2000271854A
JP2000271854A JP8167099A JP8167099A JP2000271854A JP 2000271854 A JP2000271854 A JP 2000271854A JP 8167099 A JP8167099 A JP 8167099A JP 8167099 A JP8167099 A JP 8167099A JP 2000271854 A JP2000271854 A JP 2000271854A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing pad
workpiece
polishing
measuring
dressing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8167099A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ichiro Ishimaru
伊知郎 石丸
Yukio Kenbo
行雄 見坊
Hidemi Sato
秀己 佐藤
Ichiro Moriyama
一郎 盛山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP8167099A priority Critical patent/JP2000271854A/en
Publication of JP2000271854A publication Critical patent/JP2000271854A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】CMP等の研磨において、被加工面内における
研磨率の均一化と面内平均研磨率の安定化、及びスクラ
ッチの低減をはかった加工方法およびその装置並びに半
導体基板の加工方法を提供することにある。 【解決手段】本発明は、研磨パッドの平坦度を計測する
平坦度計測手段40、研磨パッドの面粗さを計測する面
粗さ計測手段50、研磨パッドの表面に供給散布される
遊離砥粒についての被加工物の被加工面内における分布
または量を計測する遊離砥粒計測手段60、および研磨
パッドの弾性率または気泡率を計測する計測手段70、
80を備えたCMP等の加工装置およびその方法であ
る。
(57) Abstract: In a polishing such as a CMP, a processing method and an apparatus and a semiconductor substrate for uniforming a polishing rate in a surface to be processed, stabilizing an average in-plane polishing rate, and reducing scratches, and a semiconductor substrate. To provide a processing method. The present invention relates to a flatness measuring means for measuring the flatness of a polishing pad, a surface roughness measuring means for measuring a surface roughness of a polishing pad, and free abrasive grains supplied and dispersed on the surface of the polishing pad. Free abrasive grain measuring means 60 for measuring the distribution or amount of the workpiece on the processing surface with respect to, and measuring means 70 for measuring the elasticity or bubble rate of the polishing pad,
80 and a processing apparatus such as a CMP equipped with the same.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨パッド上にシ
リカ等の遊離砥粒を供給散布し、半導体基板等の被加工
物の表面を平坦化研磨加工するCMP(Chemical Mecha
nical Polishing)や、研磨パッドにダイヤ等固定砥粒
を埋め込み同様に平坦化研削加工を行う研磨または研削
等の加工方法及びその装置並びに半導体基板の加工方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CMP (Chemical Mecha) for supplying and dispersing free abrasive grains such as silica on a polishing pad to flatten and polish a surface of a workpiece such as a semiconductor substrate.
The present invention relates to a processing method such as polishing or grinding for embedding fixed abrasive grains such as diamond in a polishing pad, and flattening and grinding in the same manner as the polishing pad, a device therefor, and a method for processing a semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、研磨パッド上にシリカ等の遊離砥
粒を供給散布しウエハ等の絶縁膜の表面を平坦化研磨加
工するCMPや、研磨パッドにダイヤ等固定砥粒を埋め
込み同様に平坦化研削加工を行う研磨、研削加工方式
(以降、研磨と総称する)において、その単位時間当た
りの研磨量(研磨率)が種々の要因により変動してい
た。もし、研磨率が一定ならば、目的とする研磨量(約
2μm程度)を加工するためには次に示す(数1)式に
より得られる研磨時間だけ加工すればよいことになる。
2. Description of the Related Art Conventionally, CMP for flattening and polishing a surface of an insulating film such as a wafer by supplying and dispersing free abrasive grains such as silica on a polishing pad, or embedding fixed abrasive grains such as a diamond in a polishing pad, and flattening the same. In a polishing / grinding method (hereinafter, collectively referred to as polishing) in which chemical grinding is performed, the polishing amount (polishing rate) per unit time varies due to various factors. If the polishing rate is constant, the desired polishing amount (about 2 μm) can be processed by the polishing time obtained by the following equation (1).

【0003】 研磨時間=目標研磨量/研磨率 (数1) しかし、研磨率が研磨中に時事刻々と変動するため、所
望する研磨量を得るためには時間管理だけでは十分で無
かった。そこで、時間管理ではなく、特開平6−252
113号公報(従来技術1)、および特開平9−798
5号公報(従来技術2)において知られた、研磨中に残
膜厚の計測を直接的に行う技術が必要とされるようにな
ってきている。
Polishing time = target polishing amount / polishing rate (Equation 1) However, since the polishing rate varies every moment during polishing, time management alone was not sufficient to obtain a desired polishing amount. Then, instead of time management,
No. 113 (prior art 1), and JP-A-9-798
A technique for directly measuring the remaining film thickness during polishing, which is known from Japanese Patent Publication No. 5 (Prior Art 2), is required.

【0004】また、特開平9−285955号公報(従
来技術3)には、CMP研磨加工プロセスにおいて使用
中の研磨パッドの表面からの反射光量を測定し、該測定
された反射光量に基いて研磨パッドの研磨能率を算出
し、この算出される研磨能率の変化に応じて研磨パッド
の研磨性能を評価してドレシング処理の実行タイミング
の決定や、被加工物の研磨量の算出等に利用することが
記載されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-285555 (Prior Art 3) discloses measuring the amount of light reflected from the surface of a polishing pad in use in a CMP polishing process, and polishing based on the measured amount of reflected light. Calculate the polishing efficiency of the pad, evaluate the polishing performance of the polishing pad according to the change in the calculated polishing efficiency, and use it for determining the execution timing of the dressing process, calculating the polishing amount of the workpiece, etc. Is described.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来技術1、2においては、ウエハ面内での研磨率を
均一にし、しかも面内平均研磨率の変動に対応できる点
について考慮されていなかった。また、従来技術3に
は、研磨パッドの研磨能率を算出する点については考慮
されているが、ウエハ面内で平坦化しようとする点につ
いては十分に考慮されていなかった。また、従来技術
1、2、3においては、ウエハの面に引っ掻き傷等のス
クラッチの発生を防止しようとする点についても考慮さ
れていなかった。
However, in these prior arts 1 and 2, no consideration has been given to the point that the polishing rate in the wafer surface can be made uniform and the variation in the in-plane average polishing rate can be coped with. . Prior Art 3 also considers the point of calculating the polishing efficiency of the polishing pad, but does not sufficiently consider the point of flattening in the wafer surface. Further, in the prior arts 1, 2, and 3, no consideration was given to preventing the occurrence of scratches such as scratches on the surface of the wafer.

【0006】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
CMP等の研磨加工において、研磨率を被加工面内で均
一にできるようにして被加工物の平坦度加工精度を向上
させるようにした加工方法およびその装置並びに半導体
基板の加工方法を提供することにある。また、本発明の
他の目的は、CMP等の研磨加工において、半導体基板
等の被加工物毎の平均研磨率の変動に応じた加工を施し
て複数の被加工物に対して均一で、且つ安定な加工をす
ることができるようにした加工方法およびその装置並び
に半導体基板の加工方法を提供することにある。また、
本発明の他の目的は、CMP等の研磨加工において、半
導体基板等の被加工物の被加工面にスクラッチを発生さ
せることなく加工できるようにした加工方法およびその
装置並びに半導体基板の加工方法を提供することにあ
る。
[0006] An object of the present invention is to solve the above problems.
To provide a processing method, a device and a semiconductor substrate processing method for improving the flatness processing accuracy of a workpiece by making a polishing rate uniform in a processing surface in a polishing process such as CMP. It is in. Another object of the present invention is to provide a polishing process such as a CMP process in which a process is performed in accordance with a variation in an average polishing rate for each workpiece such as a semiconductor substrate to uniformly process a plurality of workpieces, and It is an object of the present invention to provide a processing method and apparatus for performing stable processing, and a method for processing a semiconductor substrate. Also,
Another object of the present invention is to provide a processing method, a device, and a method for processing a semiconductor substrate which are capable of performing processing without causing scratches on a processing surface of a workpiece such as a semiconductor substrate in polishing processing such as CMP. To provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、定盤上に載置された研磨パッドの平坦度
を計測する平坦度計測工程と、該平坦度計測工程で計測
された研磨パッドの平坦度に応じてドレッサーの運動を
制御して上記研磨パッドをドレッシングするドレッシン
グ工程と、該ドレッシング工程でドレッシングされた研
磨パッドに対して、被加工物の被加工面を、研磨パッド
の表面に供給散布された遊離砥粒を介在させて押し付
け、上記被加工物と上記研磨パッドとの間で相対的に擦
らせる運動をさせて被加工物の被加工面を平坦に研磨す
る加工工程とを有することを特徴とするCMP等の加工
方法である。また、本発明は、定盤上に載置された研磨
パッドの面粗さを計測する面粗さ計測工程と、該面粗さ
計測工程で計測された研磨パッドの面粗さに応じてドレ
ッサーによるドレッシング量を制御して上記研磨パッド
をドレッシングするドレッシング工程と、該ドレッシン
グ工程でドレッシングされた研磨パッドに対して、被加
工物の被加工面を、研磨パッドの表面に供給散布された
遊離砥粒を介在させて押し付け、上記被加工物と上記研
磨パッドとの間で相対的に擦らせる運動をさせて被加工
物の被加工面を平坦に研磨する加工工程とを有すること
を特徴とするCMP等の加工方法である。
In order to achieve the above object, the present invention provides a flatness measuring step for measuring the flatness of a polishing pad placed on a surface plate, and a measuring method for the flatness measuring step. A dressing step of dressing the polishing pad by controlling the movement of the dresser in accordance with the flatness of the polishing pad, and polishing the work surface of the workpiece with respect to the polishing pad dressed in the dressing step. The loose abrasive grains supplied and sprayed on the surface of the pad are pressed and interposed, and a relatively rubbing motion is performed between the workpiece and the polishing pad to grind the workpiece surface of the workpiece flat. And a processing method such as CMP characterized by having a processing step. Further, the present invention provides a surface roughness measuring step of measuring the surface roughness of a polishing pad placed on a surface plate, and a dresser according to the surface roughness of the polishing pad measured in the surface roughness measuring step. A dressing step of dressing the polishing pad by controlling a dressing amount of the polishing pad, and a free polishing method in which a processing surface of a workpiece is supplied to the polishing pad dressed in the dressing step and supplied to the surface of the polishing pad. And pressing the workpiece with the grains interposed therebetween, and performing a motion of relatively rubbing between the workpiece and the polishing pad to polish the workpiece surface of the workpiece flat. This is a processing method such as CMP.

【0008】また、本発明は、定盤上に載置された研磨
パッドをドレッサーによってドレッシングするドレッシ
ング工程と、上記研磨パッドの表面に供給散布される遊
離砥粒についての被加工物の被加工面内における分布ま
たは量を計測する遊離砥粒計測工程と、該遊離砥粒計測
工程で計測された被加工面内における遊離砥粒の分布ま
たは量に応じて遊離砥粒の供給量を制御して研磨パッド
の表面に供給散布する遊離砥粒供給散布工程と、上記ド
レッシング工程でドレッシングされた研磨パッドに対し
て、被加工物の被加工面を、上記遊離砥粒供給散布工程
で供給散布された遊離砥粒を介在させて押し付け、上記
被加工物と上記研磨パッドとの間で相対的に擦らせる運
動をさせて被加工物の被加工面を平坦に研磨する加工工
程とを有することを特徴とするCMP等の加工方法であ
る。また、本発明は、定盤上に載置された研磨パッドの
面粗さを計測する面粗さ計測工程と、上記研磨パッドを
ドレッサーによってドレッシングするドレッシング工程
と、該ドレッシング工程でドレッシングされた研磨パッ
ドに対して、被加工物の被加工面を、研磨パッドの表面
に供給散布された遊離砥粒を介在させて押し付け、上記
被加工物と上記研磨パッドとの間で相対的に擦らせる運
動をさせ、上記面粗さ計測工程で計測された研磨パッド
の面粗さに応じて研磨量を制御して被加工物の被加工面
を平坦に研磨する加工工程とを有することを特徴とする
CMP等の加工方法である。
Further, the present invention provides a dressing step of dressing a polishing pad placed on a surface plate with a dresser, and a processing surface of a workpiece with respect to loose abrasive particles supplied and dispersed on the surface of the polishing pad. Free abrasive grains measuring step of measuring the distribution or amount in the, controlling the supply amount of free abrasive grains according to the distribution or amount of free abrasive grains in the surface to be processed measured in the free abrasive grain measuring step The free abrasive grain supply spraying step of supplying and spraying on the surface of the polishing pad, and the polishing surface dressed in the dressing step, the workpiece surface of the workpiece was supplied and sprayed in the free abrasive grain supply spraying step. Having a processing step of pressing the workpiece with loose abrasives interposed therebetween, and performing a relative rubbing motion between the workpiece and the polishing pad to flatly grind a workpiece surface of the workpiece. A processing method such as CMP characterized. The present invention also provides a surface roughness measuring step of measuring the surface roughness of a polishing pad placed on a surface plate, a dressing step of dressing the polishing pad with a dresser, and a polishing machine dressed in the dressing step. Movement of pressing a processing surface of a workpiece against a pad with loose abrasive particles supplied and sprayed on the surface of the polishing pad, and relatively rubbing between the workpiece and the polishing pad. A polishing step of controlling the amount of polishing according to the surface roughness of the polishing pad measured in the surface roughness measuring step and polishing the processed surface of the workpiece flat. This is a processing method such as CMP.

【0009】また、本発明は、定盤上に載置された研磨
パッドの表面に供給散布される遊離砥粒についての被加
工物の被加工面内における分布または量を計測する遊離
砥粒計測工程と、上記研磨パッドをドレッサーによって
ドレッシングするドレッシング工程と、該ドレッシング
工程でドレッシングされた研磨パッドに対して、被加工
物の被加工面を、研磨パッドの表面に供給散布された遊
離砥粒を介在させて押し付け、上記被加工物と上記研磨
パッドとの間で相対的に擦らせる運動をさせ、上記遊離
砥粒計測工程で計測された被加工面内における遊離砥粒
の分布または量に応じて研磨量を制御して被加工物の被
加工面を平坦に研磨する加工工程とを有することを特徴
とするCMP等の加工方法である。また、本発明は、定
盤上に載置された研磨パッドの弾性率または気泡率を計
測し、この計測された研磨パッドの弾性率または気泡率
に基いて上記研磨パッドが使用限界に到達しているか否
かを判定する判定工程と、該判定工程で使用可能と判断
されて定盤上に載置された研磨パッドに対して、被加工
物の被加工面を、研磨パッドの表面に供給散布された遊
離砥粒または研磨パッドに埋め込まれた固定砥粒を介在
させて押し付け、上記被加工物と上記研磨パッドとの間
で相対的に擦らせる運動をさせて被加工物の被加工面を
平坦に研磨または研削する加工工程とを有することを特
徴とする加工方法である。
Further, the present invention provides a free abrasive grain measurement for measuring a distribution or an amount of free abrasive grains supplied and sprayed on a surface of a polishing pad placed on a surface plate on a work surface of a workpiece. Process, a dressing step of dressing the polishing pad with a dresser, and for the polishing pad dressed in the dressing step, the processing surface of the workpiece, the free abrasive grains supplied and sprayed on the surface of the polishing pad. Interposed and pressed, causing a relative rubbing motion between the workpiece and the polishing pad, according to the distribution or amount of free abrasive grains in the work surface measured in the free abrasive grain measuring step. A polishing step of controlling the amount of polishing to flatten the surface to be processed of the object to be processed, such as CMP. Further, the present invention measures the elastic modulus or the bubble rate of the polishing pad placed on the surface plate, and the polishing pad reaches the service limit based on the measured elastic modulus or the bubble rate of the polishing pad. A determining step of determining whether or not the polishing process has been performed; and supplying a processed surface of the workpiece to the polishing pad surface with respect to the polishing pad determined to be usable in the determining step and placed on the surface plate. The loose abrasive grains sprayed or the fixed abrasive grains embedded in the polishing pad are interposed and pressed, and the workpiece is subjected to a relative rubbing motion between the workpiece and the polishing pad, thereby causing the workpiece surface of the workpiece to be rubbed. And a processing step of polishing or grinding the flat surface.

【0010】また、本発明は、定盤上に載置された研磨
パッドをドレッサーによってドレッシングするドレッシ
ング工程と、上記研磨パッドの弾性率または気泡率を計
測し、この計測された研磨パッドの弾性率または気泡率
に基いて上記研磨パッドが使用限界に到達しているか否
かを判定する判定工程と、該判定工程で使用可能と判断
されて定盤上に載置された研磨パッドに対して、被加工
物の被加工面を、研磨パッドの表面に供給散布された遊
離砥粒を介在させて押し付け、上記被加工物と上記研磨
パッドとの間で相対的に擦らせる運動をさせて被加工物
の被加工面を平坦に研磨する加工工程とを有することを
特徴とするCMP等の加工方法である。
Further, the present invention provides a dressing step of dressing a polishing pad placed on a surface plate with a dresser, measuring an elastic modulus or a bubble rate of the polishing pad, and measuring the measured elastic modulus of the polishing pad. Or a determination step of determining whether the polishing pad has reached the use limit based on the bubble rate, and for the polishing pad placed on the surface plate is determined to be usable in the determination step, The work surface of the work is pressed against the surface of the polishing pad with loose abrasive particles supplied and dispersed therebetween, and the work is performed by relatively rubbing between the work and the polishing pad. And a processing step of polishing the surface to be processed of the object flatly.

【0011】また、本発明は、上記の加工方法を用いて
半導体基板上に形成された絶縁膜を加工することを特徴
とする半導体基板の加工方法である。また、本発明は、
研磨パッドを載置する定盤と、上記研磨パッドの平坦度
を計測する平坦度計測手段と、該平坦度計測手段で計測
された研磨パッドの平坦度に応じて運動を制御して研磨
パッドをドレッシングするドレッサー手段(ドレッサー
装置)と、該ドレッサー手段でドレッシングされた研磨
パッドに対して、被加工物の被加工面を、研磨パッドの
表面に供給散布された遊離砥粒を介在させて押し付け、
上記被加工物と上記研磨パッドとの間で相対的に擦らせ
る運動をさせて被加工物の被加工面を平坦に研磨する加
工手段とを備えたことを特徴とするCMP等の加工装置
である。また、本発明は、上記CMP等の加工装置にお
ける平坦度計測手段を、光学的に研磨パッドの表面の変
位を測定するように構成したことを特徴とする。
Further, the present invention is a method for processing a semiconductor substrate, comprising processing an insulating film formed on a semiconductor substrate by using the above processing method. Also, the present invention
A surface plate on which a polishing pad is placed, a flatness measuring means for measuring the flatness of the polishing pad, and a polishing pad which controls movement in accordance with the flatness of the polishing pad measured by the flatness measuring means. A dressing means (dresser device) for dressing, and a polishing pad dressed by the dressing means, pressing a work surface of a workpiece with intervening loose abrasive particles supplied and dispersed on the surface of the polishing pad;
A processing device for performing a relative rubbing motion between the workpiece and the polishing pad to polishes a workpiece surface of the workpiece flatly. is there. Further, the present invention is characterized in that the flatness measuring means in the processing apparatus such as the CMP is configured to optically measure the displacement of the surface of the polishing pad.

【0012】また、本発明は、研磨パッドを載置する定
盤と、上記研磨パッドの面粗さを計測する面粗さ計測手
段と、該面粗さ計測手段で計測された研磨パッドの面粗
さに応じてドレッシング量を制御して研磨パッドをドレ
ッシングするドレッサー手段と、該ドレッサー手段でド
レッシングされた研磨パッドに対して、被加工物の被加
工面を、研磨パッドの表面に供給散布された遊離砥粒を
介在させて押し付け、上記被加工物と上記研磨パッドと
の間で相対的に擦らせる運動をさせて被加工物の被加工
面を平坦に研磨する加工手段とを備えたことを特徴とす
るCMP等の加工装置である。また、本発明は、上記C
MP等の加工装置における面粗さ計測手段を、研磨パッ
ドの表面からの光の正反射率または/および拡散反射率
を測定するように構成したことを特徴とする。また、本
発明は、研磨パッドを載置する定盤と、上記研磨パッド
をドレッシングするドレッサー手段と、上記研磨パッド
の表面に供給散布される遊離砥粒についての被加工物の
被加工面内における分布または量を計測する遊離砥粒計
測手段と、該遊離砥粒計測手段で計測された被加工面内
における遊離砥粒の分布または量に応じて遊離砥粒の供
給量を制御して研磨パッドの表面に供給散布する遊離砥
粒供給散布手段と、上記ドレッサー手段でドレッシング
された研磨パッドに対して、被加工物の被加工面を、上
記遊離砥粒供給散布手段で供給散布された遊離砥粒を介
在させて押し付け、上記被加工物と上記研磨パッドとの
間で相対的に擦らせる運動をさせて被加工物の被加工面
を平坦に研磨する加工手段とを備えたことを特徴とする
CMP等の加工装置である。
Further, the present invention provides a surface plate on which a polishing pad is placed, surface roughness measuring means for measuring the surface roughness of the polishing pad, and a surface of the polishing pad measured by the surface roughness measuring means. Dresser means for dressing the polishing pad by controlling the dressing amount in accordance with the roughness, and for the polishing pad dressed by the dresser means, the surface to be processed of the workpiece is supplied and dispersed on the surface of the polishing pad. Processing means for pressing the work piece with the loose abrasive particles interposed therebetween and making a relative rubbing motion between the work piece and the polishing pad to flatly grind the work surface of the work piece. And a processing apparatus such as CMP. Further, the present invention relates to the above C
The surface roughness measuring means in a processing apparatus such as an MP is configured to measure a regular reflectance and / or a diffuse reflectance of light from the surface of the polishing pad. Further, the present invention provides a surface plate on which a polishing pad is placed, a dresser means for dressing the polishing pad, and a free abrasive grain supplied and sprayed on the surface of the polishing pad in a processing surface of the workpiece. Free abrasive grain measuring means for measuring the distribution or amount, and a polishing pad by controlling the supply amount of free abrasive grains in accordance with the distribution or amount of free abrasive grains in the surface to be processed measured by the free abrasive grain measuring means The free abrasive supplied and sprayed by the free abrasive grain supply / spraying means to the surface of the workpiece with respect to the free abrasive grain supply / spreading means for supplying and spraying the surface of the workpiece and the polishing pad dressed by the dresser means. Pressing means with grains interposed therebetween, and a processing means for performing a motion of relatively rubbing between the workpiece and the polishing pad to flatly grind a workpiece surface of the workpiece. CMP etc. It is a processing apparatus.

【0013】また、本発明は、上記CMP等の加工装置
における遊離砥粒計測手段を、上記研磨パッドに部分的
に設けられた観測用窓を通して遊離砥粒から生じる散乱
光を検出するように構成したことを特徴とする。また、
本発明は、研磨パッドを載置する定盤と、上記研磨パッ
ドの面粗さを計測する面粗さ計測手段と、上記研磨パッ
ドをドレッシングするドレッサー手段と、該ドレッサー
手段でドレッシングされた研磨パッドに対して、被加工
物の被加工面を、研磨パッドの表面に供給散布された遊
離砥粒を介在させて押し付け、上記被加工物と上記研磨
パッドとの間で相対的に擦らせる運動をさせ、上記面粗
さ計測工程で計測された研磨パッドの面粗さに応じて研
磨量を制御して被加工物の被加工面を平坦に研磨する加
工手段とを備えたことを特徴とするCMP等の加工装置
である。また、本発明は、研磨パッドを載置する定盤
と、上記研磨パッドの表面に供給散布される遊離砥粒に
ついての被加工物の被加工面内における分布または量を
計測する遊離砥粒計測手段と、上記研磨パッドをドレッ
シングするドレッサー手段と、該ドレッサー手段でドレ
ッシングされた研磨パッドに対して、被加工物の被加工
面を、研磨パッドの表面に供給散布された遊離砥粒を介
在させて押し付け、上記被加工物と上記研磨パッドとの
間で相対的に擦らせる運動をさせ、上記遊離砥粒計測工
程で計測された被加工面内における遊離砥粒の分布また
は量に応じて研磨量を制御して被加工物の被加工面を平
坦に研磨する加工手段とを備えたことを特徴とするCM
P等の加工装置である。
Further, according to the present invention, the free abrasive grain measuring means in the processing apparatus such as the CMP is configured to detect scattered light generated from the free abrasive grains through an observation window provided partially on the polishing pad. It is characterized by having done. Also,
The present invention provides a surface plate on which a polishing pad is placed, a surface roughness measuring means for measuring the surface roughness of the polishing pad, a dresser means for dressing the polishing pad, and a polishing pad dressed by the dresser means. On the other hand, the work surface of the work is pressed against the surface of the polishing pad with the loose abrasive particles supplied and dispersed therebetween, and the movement of relatively rubbing between the work and the polishing pad is performed. Processing means for controlling the amount of polishing in accordance with the surface roughness of the polishing pad measured in the surface roughness measuring step and polishing the processing surface of the workpiece flat. It is a processing device such as CMP. Further, the present invention provides a surface plate on which a polishing pad is placed, and a free abrasive particle measurement for measuring a distribution or an amount of free abrasive particles supplied and sprayed on the surface of the polishing pad on the surface to be processed of the workpiece. Means, dresser means for dressing the polishing pad, and, for the polishing pad dressed by the dresser means, the surface to be processed of the workpiece, interposed with free abrasive grains supplied and dispersed on the surface of the polishing pad. To make a relative rubbing motion between the workpiece and the polishing pad, and polishing according to the distribution or amount of free abrasive grains in the work surface measured in the free abrasive grain measuring step. Processing means for controlling the amount of the workpiece to polish the surface to be processed of the workpiece flat.
P and other processing devices.

【0014】また、本発明は、研磨パッドを載置する定
盤と、上記研磨パッドの弾性率または気泡率を計測する
計測手段と、該計測手段で計測された研磨パッドの弾性
率または気泡率に基いて上記研磨パッドが使用限界に到
達しているか否かを判定する判定手段と、該判定手段で
使用可能と判断されて定盤上に載置された研磨パッドに
対して、被加工物の被加工面を、研磨パッドの表面に供
給散布された遊離砥粒または研磨パッドに埋め込まれた
固定砥粒を介在させて押し付け、上記被加工物と上記研
磨パッドとの間で相対的に擦らせる運動をさせて被加工
物の被加工面を平坦に研磨または研削する加工手段とを
備えたことを特徴とする加工装置である。
Further, the present invention provides a surface plate on which a polishing pad is placed, measuring means for measuring the elastic modulus or bubble rate of the polishing pad, and an elastic modulus or bubble rate of the polishing pad measured by the measuring means. Determining means for determining whether or not the polishing pad has reached a use limit based on the polishing pad, and determining whether the polishing pad can be used by the determining means and placing the polishing pad on a surface plate, Surface of the polishing pad is pressed with intervening loose abrasive particles supplied or dispersed on the surface of the polishing pad or fixed abrasive particles embedded in the polishing pad, and relatively rubbed between the workpiece and the polishing pad. And a processing means for performing a moving motion so as to flatten or grind a processing surface of the processing object.

【0015】また、本発明は、研磨パッドを載置する定
盤と、上記研磨パッドをドレッシングするドレッサー手
段と、上記研磨パッドの弾性率または気泡率を計測する
計測手段と、該計測手段で計測された研磨パッドの弾性
率または気泡率に基いて上記研磨パッドが使用限界に到
達しているか否かを判定する判定手段と、該判定手段で
使用可能と判断されて定盤上に載置された研磨パッドに
対して、被加工物の被加工面を、研磨パッドの表面に供
給散布された遊離砥粒を介在させて押し付け、上記被加
工物と上記研磨パッドとの間で相対的に擦らせる運動を
させて被加工物の被加工面を平坦に研磨する加工手段と
を備えたことを特徴とするCMP等の加工装置である。
また、本発明は、上記加工装置における計測手段を、研
磨パッドの弾性率の場合エアマイクロセンサで構成し、
研磨パッドの気泡率の場合誘電率を測定するように構成
したことを特徴とする。
Also, the present invention provides a surface plate on which a polishing pad is placed, a dresser means for dressing the polishing pad, a measuring means for measuring the elasticity or bubble rate of the polishing pad, and a measuring means for measuring the elasticity or bubble rate of the polishing pad. Determining means for determining whether or not the polishing pad has reached a use limit based on the elastic modulus or bubble rate of the polishing pad, and the determining means determines that the polishing pad can be used and is placed on a surface plate. The processing surface of the workpiece is pressed against the polishing pad with the loose abrasive particles supplied and sprayed on the surface of the polishing pad, and the workpiece is relatively rubbed between the workpiece and the polishing pad. And a processing means for making the surface to be processed of the object to be polished flat by moving the workpiece.
Further, the present invention, the measurement means in the above processing apparatus, when the elastic modulus of the polishing pad is constituted by an air micro sensor,
The polishing pad is characterized in that a dielectric constant is measured in the case of a bubble rate.

【0016】以上説明したように、前記構成によれば、
CMP等の研磨加工において、被加工面内における研磨
率の均一化、面内平均研磨率の安定化、及びスクラッチ
の低減の各々を実現することができる。研磨率の変動要
因として、研磨パッドの平坦度、研磨パッド加工面の面
粗さ、遊離砥粒の分布状態が挙げられる。また、スクラ
ッチの発生要因として、研磨パッドの弾性率、気泡率が
挙げられる。本発明の構成によれば、これらの研磨使用
時間とともに時事刻々と変化する状態に適時対応させ
て、ダイヤモンド砥粒を埋め込んだドレッサーと呼ばれ
るもので研磨中にパッド表面のいわゆる目立てとCMP
等の研磨加工との各々を制御することが可能となる。ま
た、研磨パッドの弾性率または気泡率を計測することに
よって研磨パッドの使用限界に至る直前のときを抽出す
ることができ、スクラッチの発生を未然に防止すること
ができる。
As described above, according to the above configuration,
In a polishing process such as CMP, it is possible to realize each of a uniform polishing rate in a surface to be processed, a stabilization of an average in-plane polishing rate, and a reduction in scratches. Factors that vary the polishing rate include the flatness of the polishing pad, the surface roughness of the processed surface of the polishing pad, and the distribution of free abrasive grains. In addition, factors that cause scratches include the elastic modulus and bubble rate of the polishing pad. According to the configuration of the present invention, a dresser in which diamond abrasive grains are embedded is called a dresser in which diamond abrasive grains are embedded so as to appropriately correspond to the state that changes momentarily with the polishing use time.
And the like can be controlled. Further, by measuring the elastic modulus or the bubble rate of the polishing pad, it is possible to extract a time immediately before the polishing pad reaches its usage limit, and it is possible to prevent the occurrence of scratches.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明に係る研磨パッド上にシリ
カ等の遊離砥粒を散布し、ウエハ等の被加工物の表面を
平坦化研磨加工するCMP(Chemical Mechanical Poli
shing)や、研磨パッド上にダイヤ等の固定砥粒を埋め
込み、同様にウエハ等の被加工物の表面を研削加工する
研磨または研削加工方法およびその装置の実施の形態に
ついて、図面を用いて説明する。近年、半導体チップを
配列した半導体ウエハにおいては、多層の配線層を形成
する必要が生じ、そのため配線層間を絶縁するSi
2、SiN等の層間絶縁膜の表面をCMPで平坦化
し、その上に配線層を形成する必要が生じてきている。
そこで、本実施の形態は、ウエハ等の被加工物の表面に
形成された例えば層間絶縁膜等の薄膜をCMPにより研
磨し平坦化加工を行う場合について説明する。しかし、
本実施の形態は、固定砥粒による研削にも同様に有効で
ある。また、被加工物としては、レンズ等、最終加工面
形状が平坦でないものにも有効である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A CMP (Chemical Mechanical Polishing) for scattering free abrasive grains such as silica on a polishing pad according to the present invention to flatten and polish a surface of a workpiece such as a wafer.
A description will be given of an embodiment of a polishing or grinding method and apparatus for embedding fixed abrasive grains such as a diamond on a polishing pad and similarly grinding a surface of a workpiece such as a wafer with reference to the drawings. I do. In recent years, in a semiconductor wafer on which semiconductor chips are arranged, it is necessary to form a multi-layered wiring layer.
It has become necessary to planarize the surface of an interlayer insulating film such as O 2 or SiN by CMP and form a wiring layer thereon.
Therefore, in this embodiment, a case will be described in which a thin film such as an interlayer insulating film formed on the surface of a workpiece such as a wafer is polished by CMP and flattened. But,
This embodiment is similarly effective for grinding with fixed abrasive grains. Further, as a workpiece, a lens or the like whose final processed surface shape is not flat is also effective.

【0018】まず、本発明に係る研磨または研削加工方
法およびその装置の実施の形態の構成を、図1、図2を
用いて説明する。図1は、本発明に係る実施の形態の構
成を示す概略図である。図2は本発明に係る実施の形態
におけるCMPの装置の構成を示している。本発明に係
る実施の形態は、発砲ポリウレタン等で形成された研磨
パッド3を固定して公転するように構成された回転定盤
4と、ウエハ等の被加工物2を把持するチャック1を研
磨パッド3に対して押下するための垂直移動機構11、
上記チャック1を研磨パッド3の半径方向に往復移動さ
せる水平移動機構12、および上記チャック1を自転さ
せる回転機構からなる研磨機構10と、研磨パッド3の
研磨面をドレシングするドレッサー6を押下するための
垂直移動機構21、上記ドレッサ6を研磨パッド3の半
径方向に往復移動させる水平移動機構22、および上記
ドレッサー6を自転させる回転機構からなるドレッサー
機構20と、シリカ等の遊離砥粒を溶媒に混ぜた状態で
研磨パッド3上に散布するスラリー供給ノズルを有する
スラリー供給機構30とから構成されている。ところ
で、例えば、CMPの研磨パッド3としては発砲ポリウ
レタンが用いられる。また、上記の実施の形態のCMP
装置は、定盤および研磨パッドを回転させる回転式につ
いて説明したが、研磨パッドを定盤上を直線的に走行移
動させる直線的移動方式であってもよい。
First, the configuration of an embodiment of a polishing or grinding method and an apparatus therefor according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an embodiment according to the present invention. FIG. 2 shows a configuration of a CMP apparatus according to an embodiment of the present invention. The embodiment according to the present invention polishes a rotating platen 4 configured to fix and revolve a polishing pad 3 formed of foamed polyurethane or the like, and a chuck 1 that grips a workpiece 2 such as a wafer. A vertical movement mechanism 11 for pressing against the pad 3,
To press down a horizontal moving mechanism 12 for reciprocating the chuck 1 in the radial direction of the polishing pad 3 and a polishing mechanism 10 including a rotating mechanism for rotating the chuck 1 and a dresser 6 for dressing the polishing surface of the polishing pad 3. A vertical moving mechanism 21, a horizontal moving mechanism 22 for reciprocating the dresser 6 in the radial direction of the polishing pad 3, and a dresser mechanism 20 including a rotating mechanism for rotating the dresser 6 in rotation, and free abrasive grains such as silica in a solvent. And a slurry supply mechanism 30 having a slurry supply nozzle for spraying the slurry on the polishing pad 3 in a mixed state. By the way, for example, foamed polyurethane is used as the polishing pad 3 of CMP. In addition, the CMP of the above embodiment
The apparatus has been described as a rotary type for rotating the surface plate and the polishing pad. However, a linear moving system for linearly moving the polishing pad on the surface plate may be used.

【0019】従って、ウエハ等の被加工物2の表面は、
スラリー供給機構30によって研磨パッド3の上に供給
されたスラリーの介在を基に、垂直移動機構11によっ
て与えられる研磨圧で、しかもチャック1の自転と水平
移動機構12による研磨パッド3の半径方向の揺動運動
(往復運動)と回転円盤4の公転運動とによって平坦に
研磨されることになる。即ち、研磨機構10において、
被加工物2の表面は、常にドレッサー6でドレシングさ
れた研磨パッド3の表面状態に倣うように平坦に研磨さ
れることになる。他方、ドレッサー機構20において、
研磨と同時に、研磨パッド3の表面は、常にある程度の
面粗さを確保するために、ダイヤモンド砥粒を埋め込ん
だドレッサー6と呼ばれるもので、いわゆる目立てが行
われる。ドレッサー機構20においても、垂直移動機構
20によりドレシング圧力を付与し、回転機構によるド
レッサー9の自転と水平移動機構22による研磨パッド
3の半径方向へのドレッサー9の往復移動とによって研
磨パッド3の半径方向に亘る目立てを行いながら、回転
定盤4の公転によって研磨パッド3全体への目立てが行
われる。いずれにしても、ドレッサー機構20において
制御できるのは、ドレッサー6の水平移動機構22によ
る揺動範囲と回転機構による回転速度、垂直移動機構2
2による研磨パッドへの押下力だけである。
Therefore, the surface of the workpiece 2 such as a wafer is
Based on the interposition of the slurry supplied onto the polishing pad 3 by the slurry supply mechanism 30, the polishing pressure given by the vertical movement mechanism 11, and the rotation of the chuck 1 and the radial movement of the polishing pad 3 by the horizontal movement mechanism 12 By the swinging motion (reciprocating motion) and the revolving motion of the rotating disk 4, polishing is performed flat. That is, in the polishing mechanism 10,
The surface of the workpiece 2 is polished flat so as to always follow the surface condition of the polishing pad 3 dressed by the dresser 6. On the other hand, in the dresser mechanism 20,
At the same time as polishing, the surface of the polishing pad 3 is called a dresser 6 in which diamond abrasive grains are embedded in order to always ensure a certain surface roughness, and so-called dressing is performed. Also in the dresser mechanism 20, dressing pressure is applied by the vertical movement mechanism 20, and the rotation of the dresser 9 by the rotation mechanism and the reciprocation of the dresser 9 in the radial direction of the polishing pad 3 by the horizontal movement mechanism 22 cause the radius of the polishing pad 3. While performing dressing in the directions, the revolving rotation of the rotating platen 4 performs dressing for the entire polishing pad 3. In any case, the dresser mechanism 20 can control the swing range of the dresser 6 by the horizontal movement mechanism 22, the rotation speed by the rotation mechanism, and the vertical movement mechanism 2.
2 is the only pressing force on the polishing pad.

【0020】しかしながら、常にドレッサー6で研磨パ
ッド3の表面をドレシング(目立て)を行ったとして
も、研磨パッドの平坦度、研磨パッド加工面の面粗さ、
および遊離砥粒の分布について変動が生じ、上記研磨機
構10による被加工物2の被加工面内における研磨率
(単位時間当たりの研磨量)が変動することになる。即
ち、目立て後、研磨パッドの平坦度が変動して研磨パッ
ド3の表面の平坦度が悪くなると、研磨率(単位時間当
たりの研磨量)が被加工物の被加工面内において不均一
となる。これは、研磨パッド3の表面形状の凹凸により
遊離砥粒による研磨加工圧が凹なら小さく、凸なら大き
くなってしまうためである。また、研磨機構10で被加
工物2を研磨する際、被加工物2と研磨パッド3との間
に一定の必要な量の砥粒が存在しなくては、安定した研
磨率を確保することはできない。このように被加工物2
の被加工面と研磨パッド3との間に介在する遊離砥粒の
みが加工に寄与するが、研磨パッド3の表面の面粗さ等
により研磨パッド上に散布した遊離砥粒が被加工物の被
加工面と研磨パッド間に入り込む割合が変わってしまい
研磨量も異なることになる。しかし、スラリー供給機構
30においてスラリーの研磨パッド表面への供給散布流
量を制御することにより、実際に研磨に寄与する遊離砥
粒の量も制御することが可能となる。
However, even if the surface of the polishing pad 3 is always dressed with the dresser 6, the flatness of the polishing pad, the surface roughness of the polishing pad processing surface,
In addition, the distribution of the free abrasive grains fluctuates, and the polishing rate (the amount of polishing per unit time) on the surface of the workpiece 2 by the polishing mechanism 10 varies. That is, after the dressing, when the flatness of the polishing pad fluctuates and the flatness of the surface of the polishing pad 3 deteriorates, the polishing rate (amount of polishing per unit time) becomes non-uniform in the processed surface of the workpiece. . This is because if the polishing pressure by the free abrasive grains is concave due to the unevenness of the surface shape of the polishing pad 3, the polishing pressure is small, and if the polishing pressure is convex, it is large. When the workpiece 2 is polished by the polishing mechanism 10, a stable polishing rate must be ensured unless a certain required amount of abrasive grains exists between the workpiece 2 and the polishing pad 3. Can not. Thus, the workpiece 2
Only the free abrasive grains interposed between the processing surface of the polishing pad 3 and the polishing pad 3 contribute to the processing, but the free abrasive grains scattered on the polishing pad due to the surface roughness of the surface of the polishing pad 3, The ratio between the surface to be processed and the polishing pad changes, and the polishing amount also changes. However, by controlling the flow rate at which the slurry is supplied to the polishing pad surface in the slurry supply mechanism 30, the amount of free abrasive grains that actually contributes to polishing can be controlled.

【0021】また、研磨パッド3として発砲ポリウレタ
ン等が用いられる場合、研磨中においてスラリー溶媒が
発砲ポリウレタンの気泡部に含まれる等の要因により、
研磨使用時間が長くなるに連れて研磨パッド3は弾性率
が大きくなる。また、研磨使用時間が長くなるに連れ
て、発砲ポリウレタンの気泡部をスラリー溶媒や凝集砥
粒によって埋め尽くしていくことになる。このように、
研磨パッド3の弾性率が大きくなると研磨パッドによる
遊離砥粒の支持剛性が大きくなりすぎ、この結果遊離砥
粒による切り込み深さが深くなりすぎて被加工物2の表
面にスクラッチ等が生じることになる。何れにしても、
研磨パッドの使用時間が長くなるにつれて研磨パッド3
の弾性率や気泡率が変動し、使用限界に到達すると被加
工物2の表面にスクラッチ等を発生することになる。
When foamed polyurethane or the like is used as the polishing pad 3, the slurry solvent may be contained in the foamed polyurethane foam during polishing.
The polishing pad 3 has a higher elastic modulus as the polishing use time becomes longer. In addition, as the polishing use time becomes longer, the bubbles of the foamed polyurethane are filled up with the slurry solvent and the coagulated abrasive grains. in this way,
When the elastic modulus of the polishing pad 3 is increased, the rigidity of the support of the free abrasive grains by the polishing pad becomes too large, and as a result, the cutting depth by the free abrasive grains becomes too deep, and scratches and the like are generated on the surface of the workpiece 2. Become. Whatever it is,
As the operating time of the polishing pad becomes longer, the polishing pad 3
When the elastic modulus and bubble rate of the workpiece 2 fluctuate and reach the use limit, a scratch or the like is generated on the surface of the workpiece 2.

【0022】そこで、本発明に係る実施の形態では、図
1に示すように、ドレッサー機構20でドレシングされ
た研磨パッド3の平坦度を計測するパッド平坦度測定手
段40と、ドレッサー機構20でドレシングされた研磨
パッド3の面粗さを計測するパッド面粗さ計測手段50
と、研磨パッド3の弾性率を計測するパッド弾性率計測
手段70と、研磨パッド3の気泡率を計測するパッド気
泡率計測手段80と、例えば研磨パッドおよび回転円盤
4に設けられた観察窓5を通してスラリーの被加工物面
内の分布を計測するスラリー被加工物面内分布計測手段
60とを備えた。更に、本発明に係る実施の形態では、
これらの計測手段40、50、70、80、60で計測
された計測データに基いてドレッサー15を制御するド
レッサー制御データやスラリーの供給を制御するスラリ
ー制御データやチャック1を制御するチャック制御デー
タを作成する計算手段(CPU)90を設け、該計算手
段90で作成されたドレッサー制御データを基にドレッ
サー制御装置201によりドレッサー機構20を制御
し、上記計算手段90で作成されたスラリー制御データ
を基にスラリー制御装置301によりスラリー供給機構
30を制御し、上記計算手段90で作成されたチャック
制御データを基にチャック制御装置101により研磨機
構10を制御するように構成した。なお、加工手段(装
置)は研磨機構10とチャック制御装置101とによっ
て構成され、ドレッサー手段(装置)はドレッサー機構
20とドレッサー制御装置201とにより構成され、遊
離砥粒供給散布手段はスラリー供給機構30とスラリー
制御装置301とによって構成される。
Therefore, in the embodiment according to the present invention, as shown in FIG. 1, a pad flatness measuring means 40 for measuring the flatness of the polishing pad 3 dressed by the dresser mechanism 20, and a dressing mechanism by the dresser mechanism 20. Pad surface roughness measuring means 50 for measuring the surface roughness of the polished polishing pad 3
A pad elastic modulus measuring unit 70 for measuring the elastic modulus of the polishing pad 3; a pad bubble ratio measuring unit 80 for measuring the bubble ratio of the polishing pad 3; and the observation window 5 provided on the polishing pad and the rotating disk 4, for example. And a distribution measuring means 60 for measuring the distribution of the slurry in the surface of the workpiece. Furthermore, in the embodiment according to the present invention,
Dresser control data for controlling the dresser 15, slurry control data for controlling the supply of slurry, and chuck control data for controlling the chuck 1 based on the measurement data measured by these measuring means 40, 50, 70, 80, and 60. A calculation means (CPU) 90 is provided for creating the image data. The dresser mechanism 20 is controlled by the dresser control device 201 based on the dresser control data created by the calculation means 90, and based on the slurry control data created by the calculation means 90. The slurry control device 301 controls the slurry supply mechanism 30 and the chuck control device 101 controls the polishing mechanism 10 based on the chuck control data created by the calculation means 90. The processing means (apparatus) is constituted by the polishing mechanism 10 and the chuck control apparatus 101, the dresser means (apparatus) is constituted by the dresser mechanism 20 and the dresser control apparatus 201, and the loose abrasive supply and dispersion means is a slurry supply mechanism. 30 and a slurry control device 301.

【0023】次に、研磨パッド3の平坦度を計測するパ
ッド平坦度計測手段101の実施例について図3〜図6
を用いて詳細に説明する。図3はCMP装置を横から見
た図である。パッド平坦度計測手段40としては、特に
研磨パッドの半径方向の平坦度が被加工物への研磨率に
大きく関わることから、研磨パッド3の半径方向の平坦
度を計測できるように研磨パッドの半径方向にレーザ干
渉計等で構成されたレーザ変位センサ41を例えば7台
程度配置して構成した。また、パッド平坦度計測手段4
0としては、例えば1台の変位センサ41を研磨パッド
径方向に支持する部材上走行(走査)しても良い。変位
センサ41の台数としては、研磨パッドの直径と必要と
する平坦度分解能に応じて適宜設定すればよい。
Next, an embodiment of the pad flatness measuring means 101 for measuring the flatness of the polishing pad 3 will be described with reference to FIGS.
This will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram of the CMP apparatus viewed from the side. As the pad flatness measuring means 40, in particular, since the flatness in the radial direction of the polishing pad greatly affects the polishing rate on the workpiece, the radius of the polishing pad 3 is measured so that the flatness in the radial direction of the polishing pad 3 can be measured. For example, about seven laser displacement sensors 41 composed of a laser interferometer or the like are arranged in the direction. The pad flatness measuring means 4
As 0, for example, it is possible to run (scan) on a member that supports one displacement sensor 41 in the polishing pad radial direction. The number of the displacement sensors 41 may be appropriately set according to the diameter of the polishing pad and the required flatness resolution.

【0024】図4は、レーザ変位センサ41により計測
した結果を計算手段90に取り込みグラフ化した例であ
る。即ち、レーザ変位センサ41によれば、ドレッサー
機構20でドレシングされた研磨パッド3の半径方向に
ついての平坦度が計測でき、その結果半径方向距離の中
心あたりにへこみ、平坦度が悪くなっていることを把握
することができる。図5には、パッド平坦度計測手段4
0の他の実施例を示す。これは、レーザ光源42からス
リット光を研磨パッド3の表面に対して斜め方向から照
射し、研磨パッド3の平坦度に応じたスリット光の変位
をCCDカメラ43により撮像し、これを計測して平坦
度を計測する構成とした。図6は、CCDカメラ43に
よるスリット光計測結果を計算手段90に取り込み、研
磨パッド平坦度に換算した結果である。この様に、図3
に示す実施例と異なり、連続的な平坦度データを得るこ
とが可能となる。
FIG. 4 is an example in which the result measured by the laser displacement sensor 41 is taken into the calculation means 90 and is graphed. That is, according to the laser displacement sensor 41, the flatness in the radial direction of the polishing pad 3 dressed by the dresser mechanism 20 can be measured, and as a result, the flatness is degraded around the center of the radial distance. Can be grasped. FIG. 5 shows the pad flatness measuring means 4.
0 shows another embodiment. This is achieved by irradiating a slit light from a laser light source 42 onto the surface of the polishing pad 3 in an oblique direction, capturing a displacement of the slit light corresponding to the flatness of the polishing pad 3 by a CCD camera 43, and measuring the displacement. It was configured to measure flatness. FIG. 6 shows the result of taking the slit light measurement result by the CCD camera 43 into the calculating means 90 and converting it into the polishing pad flatness. Thus, FIG.
Unlike the embodiment shown in FIG. 1, continuous flatness data can be obtained.

【0025】次に、計算手段90がパッド平坦度計測手
段40から計測された研磨パッドの平坦度データに基づ
き制御データを作成し、この作成された制御データに基
づきドレッサー制御装置201がドレッサー機構20を
制御する方法について図1、図4、および図7〜図9を
用いて説明する。図7は図3を用いて説明したパッド平
坦度計測手法40の1実施例であるレーザ変位センサ4
1を用いた場合を示した図である。ドレッサー6は水平
移動機構22により研磨パッド3上を半径方向に自らが
自転しながら移動する。研磨パッド3への押しつけ力は
垂直移動機構21を用いて例えばロードセルによる力計
測を行いながら制御する。例えば、図4に示すパッド平
坦度が計測された場合、計算手段90は、図8に示すよ
うに水平移動機構22の移動速度を凸である研磨パッド
の中心付近、および外周付近で遅くするデータを作成
し、この作成したデータをドレッサー制御装置201に
与えることによって水平移動機構22の移動速度を図8
に示すように制御することにより研磨パッドの中心付
近、および外周付近での目立て量を多くし研磨パッド3
の平坦度を改善させることができ、その結果被加工物を
研磨する平坦度の加工精度を例えば±0.05μmより
著しく向上させることができる。また、計算手段90
は、図9に示すようにドレッサーの回転速度を研磨パッ
ドの中心付近、および外周付近で早くするデータを作成
し、この作成したデータをドレッサー制御装置201に
与えることによってドレッサー6の回転速度を図9に示
すように制御することにより研磨パッドの中心付近、お
よび外周付近での目立て量を多くし研磨パッド3の平坦
度を改善させることができる。この他、ドレッサー制御
装置201により垂直移動機構21を制御することによ
り押しつけ力を同様に研磨パッド中心付近、および外周
付近で強くすることでも同様の効果を得ることが可能で
ある。これらの手法は、それぞれ単独でも有効であり、
組み合わせて用いることも有効である。
Next, the calculation means 90 creates control data based on the flatness data of the polishing pad measured by the pad flatness measurement means 40, and based on the created control data, the dresser control device 201 causes the dresser mechanism 20 to operate. Will be described with reference to FIGS. 1, 4, and 7 to 9. FIG. 7 shows a laser displacement sensor 4 which is an embodiment of the pad flatness measuring method 40 described with reference to FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a case where No. 1 is used. The dresser 6 moves while rotating on the polishing pad 3 in the radial direction by the horizontal moving mechanism 22. The pressing force against the polishing pad 3 is controlled using the vertical movement mechanism 21 while measuring the force by, for example, a load cell. For example, in the case where the pad flatness shown in FIG. 4 is measured, the calculation means 90 calculates the data for reducing the moving speed of the horizontal moving mechanism 22 near the center and the outer periphery of the convex polishing pad as shown in FIG. The movement speed of the horizontal movement mechanism 22 is reduced by giving the created data to the dresser control device 201 as shown in FIG.
By increasing the amount of sharpening near the center and the outer periphery of the polishing pad by controlling as shown in FIG.
Can be improved, and as a result, the processing accuracy of the flatness for polishing the workpiece can be significantly improved, for example, from ± 0.05 μm. The calculation means 90
9, data for increasing the rotation speed of the dresser near the center and the outer periphery of the polishing pad is created, and the created data is given to the dresser control device 201 so that the rotation speed of the dresser 6 is plotted. By controlling as shown in FIG. 9, the sharpening amount near the center and the periphery of the polishing pad can be increased, and the flatness of the polishing pad 3 can be improved. In addition, the same effect can be obtained by controlling the vertical movement mechanism 21 by the dresser control device 201 to similarly increase the pressing force in the vicinity of the center and the outer periphery of the polishing pad. Each of these techniques is also effective independently,
It is also effective to use them in combination.

【0026】次に、研磨パッド3の面粗さを計測するパ
ッド面粗さ計測手段50の実施例について図10〜図1
2を用いて詳細に説明する。図10に示すパッド面粗さ
計測手段50は、レーザ等の光源51から出射された光
を研磨パッド3に照射し、研磨パッド3からの正反射光
(0次回折光)を集光レンズ57で集光させてハーフミ
ラー52により反射してフォトマル等の受光器53で検
出し、研磨パッド3からの拡散光(1次以上の回折光)
を楕円ミラー55で集光してハーフミラー56で反射し
て受光器54で検出し、例えば受光器53で検出される
正反射光の強度と受光器54で検出される散乱光の強度
との比率で研磨パッドの面粗さを計測する構成である。
なお、研磨パッド3に照射する光の光束を研磨パッドの
標準の面粗さに応じて最適化する必要がある。例えば、
研磨パッド3の表面粗さが大きくなると、正反射率は小
さくなり、拡散反射率は大きくなり、逆に研磨パッド3
の表面粗さが小さくなると、正反射率は大きくなり、拡
散反射率は小さくなる関係を有することから、受光器5
3で検出される正反射光の強度と受光器54で検出され
る散乱光の強度との比率を例えば計算手段90において
取ることによって研磨パッドの面粗さを計測することが
できることになる。このように、研磨パッド3の面粗さ
と、反射率の関係を予め求めて計算手段90に入力して
おくことにより、計算手段90によってより精度の高い
面粗さ計測が可能となる。双方を組み合わせて用いるメ
リットは、研磨パッド3による光の吸収率が変動する場
合に有効である。これは、照射した光量と反射、吸収光
量が、次に示す(数2)式の関係であり、正反射、拡散
反射光それぞれ単独では、吸収光量の変動と切り分けて
解析することが不可能となるからである。つまり、研磨
パッドが使用状況により時々刻々と変化する場合、正反
射、拡散反射一方の計測のみではそれぞれの反射率の変
動を的確に計測することが不可能となる。そこで、正反
射光量と拡散反射光量の双方を計測し、その比率を求め
ることとした。これは、予め拡散反射光量/正反射光量
の比率と面粗さとの関係を求めておくことにより、面粗
さに起因した反射率の違いのみを抽出する事ができる。
Next, an embodiment of the pad surface roughness measuring means 50 for measuring the surface roughness of the polishing pad 3 will be described with reference to FIGS.
This will be described in detail with reference to FIG. The pad surface roughness measuring means 50 shown in FIG. 10 irradiates the polishing pad 3 with light emitted from a light source 51 such as a laser, and specularly reflects light (0th-order diffracted light) from the polishing pad 3 through a condenser lens 57. The light is condensed, reflected by a half mirror 52, detected by a photodetector 53 such as a photomultiplier, and diffused light (first-order or higher-order diffracted light) from the polishing pad 3.
Is condensed by the elliptical mirror 55, reflected by the half mirror 56, and detected by the light receiver 54. For example, the intensity of the regular reflection light detected by the light receiver 53 and the intensity of the scattered light detected by the light receiver 54 are calculated. In this configuration, the surface roughness of the polishing pad is measured in a ratio.
It is necessary to optimize the luminous flux of the light applied to the polishing pad 3 according to the standard surface roughness of the polishing pad. For example,
As the surface roughness of the polishing pad 3 increases, the regular reflectance decreases, the diffuse reflectance increases, and conversely, the polishing pad 3
Since the regular reflectance increases and the diffuse reflectance decreases when the surface roughness of the photodetector 5 decreases.
The surface roughness of the polishing pad can be measured by, for example, calculating the ratio between the intensity of the specularly reflected light detected in step 3 and the intensity of the scattered light detected in the light receiver 54 by the calculation means 90. As described above, the relationship between the surface roughness of the polishing pad 3 and the reflectance is obtained in advance and input to the calculating means 90, so that the calculating means 90 can measure the surface roughness with higher accuracy. The advantage of using both in combination is effective when the light absorption rate of the polishing pad 3 varies. This is because the amount of light irradiated and the amount of reflected and absorbed light are expressed by the following equation (2), and it is impossible to analyze separately the fluctuation of the amount of absorbed light by specular reflection and diffusely reflected light alone. Because it becomes. In other words, when the polishing pad changes every moment depending on the use condition, it is not possible to accurately measure the fluctuation of the reflectance by only measuring one of the regular reflection and the diffuse reflection. Therefore, both the regular reflection light amount and the diffuse reflection light amount were measured, and the ratio was determined. By determining the relationship between the ratio of the amount of diffuse reflection light / the amount of regular reflection light and the surface roughness in advance, it is possible to extract only the difference in reflectance caused by the surface roughness.

【0027】 照射光量=正反射光量+拡散反射光量+吸収光量 (数2) 何れにしても、研磨パッド3の表面粗さの変化に応じて
正反射率、拡散反射率が変化するので、受光器54で検
出される拡散光のみ、或いは受光器53で検出される正
反射光のみでも、研磨パッドの面粗さを計測することは
可能である。また、上記正反射光検出光学系において、
正反射光を検出する受光器53の複数の各々を光路長を
変えた夫々の位置に設置し、各々の受光器53によって
研磨パッドの凹凸に合った(結像された)画像を検出
し、各々の受光器53から検出され研磨パッドの凹凸に
合った複数の合焦点画像を補間することによって研磨パ
ッドの面粗さに応じた画像信号を検出することもでき
る。ところで、研磨パッド3上に存在するスラリーによ
る反射ノイズを除去するために、エアをノズル57によ
り研磨パッドに吹き付け、パッド面粗さ計測手段50に
よる測定範囲からスラリーを除去することも有効であ
る。本ノズル57は必須では無いが、使用する場合には
チャック1との距離を十分取り、スクラッチの要因とな
らないように配慮した方が良い。
Irradiation light quantity = specular reflection light quantity + diffuse reflection light quantity + absorption light quantity (Equation 2) In any case, the regular reflectance and the diffuse reflectance change in accordance with the change in the surface roughness of the polishing pad 3. It is possible to measure the surface roughness of the polishing pad using only the diffused light detected by the detector 54 or only the specularly reflected light detected by the light receiver 53. Further, in the specular reflection detection optical system,
A plurality of light receivers 53 for detecting regular reflection light are installed at respective positions with different optical path lengths, and each light receiver 53 detects an image (image formed) that matches the unevenness of the polishing pad, By interpolating a plurality of focused images detected from the respective light receivers 53 and matching the unevenness of the polishing pad, an image signal corresponding to the surface roughness of the polishing pad can be detected. By the way, in order to remove the reflection noise due to the slurry existing on the polishing pad 3, it is also effective to blow the air to the polishing pad with the nozzle 57 to remove the slurry from the measurement range by the pad surface roughness measuring means 50. The present nozzle 57 is not essential, but when used, it is better to allow a sufficient distance from the chuck 1 so as not to cause a scratch.

【0028】以上説明したように、パッド面粗さ計測手
段50によって、光学的に図11に示すような研磨パッ
ド3の面粗さを計測することができる。研磨パッド3の
面粗さは、研磨時間が長くなるに従って面粗さが取れて
大きくなって行くことになる。
As described above, the pad surface roughness measuring means 50 can optically measure the surface roughness of the polishing pad 3 as shown in FIG. The surface roughness of the polishing pad 3 increases as the polishing time increases.

【0029】次に、計算手段90がパッド面粗さ計測手
段50から計測された研磨パッドの面粗さデータに基づ
き制御データを作成し、この作成された制御データに基
づきドレッサー制御装置201がドレッサー機構20
を、または/およびチャック制御装置101が研磨装置
10を制御する方法について図1、図11、および図1
2を用いて説明する。即ち、計算手段90は、パッド面
粗さ計測手段50の例えば受光器53で検出される正反
射光の強度と受光器54で検出される散乱光の強度との
比率を取ることによって図11に示すように研磨パッド
の面粗さを計測し、この計測された面粗さデータに基づ
き図12に示すドレッサー回転速度データを算出し、こ
の算出されたドレッサー回転速度データをドレッサー制
御装置201に送信する。ドレッサー制御装置201
は、このドレッサー回転速度データに基いてドレッサー
6の回転速度を制御することによって、所望の面粗さを
得ることができ、その結果研磨パッド上に散布した遊離
砥粒が被加工物の被加工面と研磨パッド間に入り込む割
合をほぼ一定にして被加工物の研磨量もほぼ一定にする
ことができ、研磨の加工精度を向上することができる。
即ち、計測された研磨パッド3の面粗さが小さくなると
ドレッサーの回転速度を早く制御して目立て量を大きく
する。この他、面粗さが小さくなるとドレッサーの押下
力を大きくすることも容易に実現できる。また、これら
を組み合わせて目立て量を制御することも有効である。
Next, the calculating means 90 creates control data based on the polishing pad surface roughness data measured from the pad surface roughness measuring means 50, and the dresser control device 201 Mechanism 20
1 and / or a method for controlling the polishing apparatus 10 by the chuck controller 101.
2 will be described. That is, the calculating means 90 calculates the ratio between the intensity of the specular reflection light detected by, for example, the light receiver 53 and the intensity of the scattered light detected by the light receiver 54 of the pad surface roughness measuring means 50, as shown in FIG. As shown, the surface roughness of the polishing pad is measured, the dresser rotation speed data shown in FIG. 12 is calculated based on the measured surface roughness data, and the calculated dresser rotation speed data is transmitted to the dresser control device 201. I do. Dresser control device 201
By controlling the rotation speed of the dresser 6 based on the dresser rotation speed data, a desired surface roughness can be obtained, and as a result, the free abrasive grains scattered on the polishing pad can The ratio of entering the surface and the polishing pad is made substantially constant, and the polishing amount of the workpiece can be made substantially constant, so that the processing accuracy of the polishing can be improved.
That is, when the measured surface roughness of the polishing pad 3 becomes smaller, the rotation speed of the dresser is controlled to be faster to increase the sharpening amount. In addition, when the surface roughness is reduced, the pressing force of the dresser can be easily increased. It is also effective to control the dressing amount by combining these.

【0030】また、計算手段90は、パッド面粗さ計測
手段50の例えば受光器53で検出される正反射光の強
度と受光器54で検出される散乱光の強度との比率を取
ることによって図11に示すように研磨パッドの面粗さ
を計測し、この計測された面粗さデータに基づき研磨機
構10における研磨時間に関するデータを作成してチャ
ック制御装置101に送信する。チャック制御装置10
1は、この研磨時間に関するデータに基いて研磨機構1
0による研磨時間を制御することによって、研磨パッド
の面粗さの多少の変動に対して被加工物に対して同じ
で、且つ安定した研磨量を得ることが可能となる。ま
た、計測される研磨パッドの面粗さの変動に応じて研磨
圧を制御することによって、最適な研磨を実現すること
もできる。また、計測される研磨パッドの面粗さの変動
に応じてスラリーの供給量を制御することによって遊離
砥粒が被加工物の被加工面と研磨パッド間に入り込む割
合をほぼ一定にして被加工物の研磨量もほぼ一定にする
ことも可能となる。
The calculating means 90 calculates the ratio of the intensity of the specular reflection light detected by the light receiver 53 and the intensity of the scattered light detected by the light receiver 54 of the pad surface roughness measuring means 50, for example. As shown in FIG. 11, the surface roughness of the polishing pad is measured, data relating to the polishing time in the polishing mechanism 10 is created based on the measured surface roughness data, and transmitted to the chuck control device 101. Chuck control device 10
1 is a polishing mechanism 1 based on the data on the polishing time.
By controlling the polishing time by 0, it is possible to obtain the same and stable polishing amount for the workpiece with respect to a slight variation in the surface roughness of the polishing pad. Further, by controlling the polishing pressure in accordance with the fluctuation of the measured surface roughness of the polishing pad, it is also possible to realize optimal polishing. In addition, by controlling the supply amount of the slurry in accordance with the variation in the surface roughness of the polishing pad to be measured, the ratio of free abrasive grains entering between the processing surface of the workpiece and the polishing pad is substantially constant. The polishing amount of the object can be made substantially constant.

【0031】次に、スラリーの被加工物面内の分布を計
測するスラリー被加工物面内分布計測手段60の実施例
について図13を用いて詳細に説明する。スラリー被加
工物面内分布計測手段60は、研磨面と反対側に散乱光
計測の光学系を設けたものである。研磨パッド3に部分
的に観測用窓5を設け、図中下方向にレーザ等の光源6
1、空間フィルタ64、レンズ63、偏光ビームスプリ
ッタ62、検出器65、λ/4板66からなる散乱光計
測光学系を設けた。レーザ等の光源61より出射したS
偏光ビームをビームスプリッタ62により反射させ、λ
/4板66で円偏光ビームに変換して観測用窓5を通っ
てウエハ等の被加工物2の被加工面に照射される。照射
された円偏光ビームは、被加工物2の被加工面と研磨パ
ッド3の間に存在する遊離砥粒により散乱されるため、
その散乱光のみを空間フィルタ64により選択し検出器
65により受光する。なお、円偏光で戻ってくる光はλ
/4板66でP偏光に変換されて偏光ビームスプリッタ
62を通してレンズ63によって集光され、空間フィル
タ64で遮光されない遊離砥粒からの散乱光のみが検出
器65によって検出されることになる。また、空間フィ
ルタ64は、被加工物2の内面の回路パターンから生じ
る散乱光を遮光するものであり、被加工物2の内面と共
役関係の位置に置かれている。また、観測用窓5からの
正反射光を遮光する空間フィルタ(図示せず)を設置す
る。そこで、検出器65によって受光される散乱光強
度、あるいはその面内分布を計測することにより、被加
工物2の被加工面と研磨パッド3の間に存在する研磨に
寄与する遊離砥粒の量で示されるスラリーの被加工物面
内の分布やその量を計測することが可能となる。
Next, an embodiment of the distribution measuring means 60 for measuring the distribution of the slurry in the surface of the workpiece will be described in detail with reference to FIG. The distribution measuring means 60 in the surface of the slurry workpiece is provided with an optical system for measuring scattered light on the side opposite to the polished surface. An observation window 5 is partially provided in the polishing pad 3, and a light source 6 such as a laser is
1. A scattered light measurement optical system including a spatial filter 64, a lens 63, a polarization beam splitter 62, a detector 65, and a λ / 4 plate 66 is provided. S emitted from a light source 61 such as a laser
The polarized beam is reflected by the beam splitter 62, and λ
The light is converted into a circularly polarized beam by the / 4 plate 66, and is irradiated through the observation window 5 onto the surface of the workpiece 2 such as a wafer. The irradiated circularly polarized beam is scattered by free abrasive grains existing between the processing surface of the workpiece 2 and the polishing pad 3,
Only the scattered light is selected by the spatial filter 64 and received by the detector 65. The light returning as circularly polarized light is λ
The scattered light from the free abrasive grains, which is converted into P-polarized light by the / 4 plate 66 and condensed by the lens 63 through the polarization beam splitter 62 and is not shielded by the spatial filter 64, is detected by the detector 65. The spatial filter 64 shields scattered light generated from the circuit pattern on the inner surface of the workpiece 2 and is located at a position conjugate with the inner surface of the workpiece 2. In addition, a spatial filter (not shown) for blocking specularly reflected light from the observation window 5 is provided. Then, by measuring the intensity of the scattered light received by the detector 65 or its in-plane distribution, the amount of free abrasive grains existing between the work surface of the work 2 and the polishing pad 3 and contributing to polishing is measured. It is possible to measure the distribution of the slurry in the surface of the workpiece and the amount of the slurry represented by the following.

【0032】次に、計算手段90がスラリー被加工物面
内分布計測手段60から計測されたスラリーの被加工物
面内の分布データ(平均的分布または量データ)に基づ
き制御データを作成し、この作成された制御データに基
づきスラリー制御装置301がスラリー供給機構30
を、または/およびチャック制御装置101が研磨装置
10を制御する方法について図1、および図14を用い
て説明する。即ち、計算手段90は、被加工物面内分布
計測手段60から計測されたスラリーの被加工物面内の
分布データに基づきスラリー供給データを算出し、この
算出されたスラリー供給データをスラリー制御装置30
1に送信する。スラリー制御装置301はこのスラリー
供給データに基いてスラリー供給機構30を制御するこ
とにより最適のスラリー供給量でもって研磨パッド3上
に散布する。即ち、計測された結果遊離砥粒が不足気味
ならば、スラリー供給機構30によるスラリー供給量を
増やし、過多気味になれば、スラリー供給機構30によ
るスラリー供給量を減少させるように制御すれば良い。
過多気味の場合、スラリー供給量を減少させるだけでよ
いのは回転定盤4が公転しているため、スラリーは遠心
力により常時排出されているためである。また、計測さ
れたスラリーの被加工物面内の分布データに基いて研磨
機構10による研磨時間を制御してもよい。それは、計
測されたスラリーの被加工物面内の分布データと研磨率
との間には、相関関係を有するからである。
Next, the calculation means 90 creates control data based on the distribution data (average distribution or amount data) of the slurry in the workpiece surface measured by the slurry in-plane distribution measuring means 60, Based on the created control data, the slurry control device 301
And / or a method in which the chuck control device 101 controls the polishing apparatus 10 will be described with reference to FIGS. That is, the calculation means 90 calculates the slurry supply data based on the distribution data of the slurry in the work surface measured by the work in-plane distribution measurement means 60, and uses the calculated slurry supply data as a slurry control device. 30
Send to 1. The slurry control device 301 controls the slurry supply mechanism 30 based on the slurry supply data to spray the slurry on the polishing pad 3 with an optimum slurry supply amount. In other words, if the measured free abrasive grains tend to be insufficient, the amount of slurry supplied by the slurry supply mechanism 30 may be increased, and if the amount becomes excessive, control may be performed so as to decrease the amount of slurry supplied by the slurry supply mechanism 30.
In the case of excessive amount, it is only necessary to reduce the slurry supply amount because the rotating platen 4 revolves, and the slurry is constantly discharged by centrifugal force. Further, the polishing time by the polishing mechanism 10 may be controlled based on the measured distribution data of the slurry in the surface of the workpiece. This is because there is a correlation between the measured distribution data of the slurry in the surface of the workpiece and the polishing rate.

【0033】次に、研磨パッド3の弾性率を計測するパ
ッド弾性率計測手段70の実施例について図15を用い
て詳細に説明する。このパッド弾性率計測手段70は、
例えば、エアマイクロセンサ71、72を研磨パッド3
の研磨面上に配置して構成される。エアマイクロセンサ
71、72は、圧力Pの圧縮空気を研磨パッド3上に吹
き付けると研磨パッド3との間隙であるギャップ量dに
応じて変動する圧力変動ΔPd、即ちギャップ量dを計
測するものである。例えば、2個のエアマイクロセンサ
71、72の供給圧縮空気圧P1、P2(但し、P2>
P1とする。)を変えて用いた場合、それぞれの供給圧
縮空気圧P1、P2によって生じたギャップ量d1、d
2に応じた圧力変動ΔPd1、ΔPd2として計測され
る。2個のエアマイクロセンサ71、72からは、供給
圧縮空気圧P1、P2が計測されると共に、同時に研磨
パッド3表面では圧縮空気P1、P2を反射するための
反力が生じ、該反力に応じてひずみが生じてそれぞれギ
ャップ量d1、d2が生じ、これらのギャップ量d1、
d2に応じた圧力変動ΔPd1、ΔPd2、即ちギャッ
プ量d1、d2が計測されることになる。これより、計
算手段90は、2個のエアマイクロセンサ71、および
72で計測されるP2、d2、およびP1、d1に基い
て研磨パッド3の弾性率を次に示す(数3)式により求
めることが可能となる。当然、研磨パッドの弾性率を計
算手段90で算出する必要はなく、パッド弾性率計測手
段70内のCPU等で算出することも可能である。
Next, an embodiment of the pad elastic modulus measuring means 70 for measuring the elastic modulus of the polishing pad 3 will be described in detail with reference to FIG. This pad elastic modulus measuring means 70
For example, the air micro sensors 71 and 72 are
And is arranged on the polishing surface of. The air microsensors 71 and 72 measure a pressure fluctuation ΔPd that fluctuates in accordance with a gap d that is a gap between the polishing pad 3 and compressed air, ie, a gap d when the compressed air having a pressure P is blown onto the polishing pad 3. is there. For example, the supply compressed air pressures P1 and P2 of the two air microsensors 71 and 72 (where P2>
P1. ), The gap amounts d1, d generated by the supply compressed air pressures P1, P2, respectively.
2 are measured as the pressure fluctuations ΔPd1 and ΔPd2 corresponding to. The supply air pressures P1 and P2 are measured from the two air microsensors 71 and 72, and at the same time, a reaction force is generated on the surface of the polishing pad 3 to reflect the compressed air P1 and P2. To generate gap amounts d1 and d2, respectively.
Pressure fluctuations ΔPd1 and ΔPd2 corresponding to d2, that is, gap amounts d1 and d2 are measured. Thus, the calculating means 90 obtains the elastic modulus of the polishing pad 3 based on P2, d2 and P1, d1 measured by the two air microsensors 71, 72 by the following equation (Equation 3). It becomes possible. Of course, the elasticity of the polishing pad does not need to be calculated by the calculating means 90, but can be calculated by the CPU or the like in the pad elasticity measuring means 70.

【0034】 弾性率=(P2−P1)/(d2−d1) (数3) 研磨パッド3とエアマイクロセンサの圧縮空気を吹き付
けない状態でのギャップを、正確に常に一定に保つこと
ができる場合、或いは変位センサ等の手段によりギャッ
プを計測する場合には、エアマイクロセンサは1台で良
い。これは、圧縮空気を送る前の初期ギャップ量d0が
明確ならば、圧縮空気を吹き付けた際のエアマイクロセ
ンサによる圧力計測値P、ギャップdを用いて、次に示
す(数4)式により研磨パッド3の弾性率を算出可能で
あるためである。
Elastic modulus = (P 2 −P 1) / (d 2 −d 1) (Equation 3) A case where the gap between the polishing pad 3 and the air microsensor in the state where compressed air is not blown can be accurately and always kept constant. Alternatively, when the gap is measured by means such as a displacement sensor, only one air microsensor may be used. This is because if the initial gap amount d0 before sending the compressed air is clear, the polishing is performed by the following equation (4) using the pressure measurement value P and the gap d by the air microsensor when the compressed air is blown. This is because the elastic modulus of the pad 3 can be calculated.

【0035】 弾性率=P/(d−d0) (数4) 次に、計算手段90がパッド弾性率計測手段70から計
測された研磨パッド3の弾性率に基いてある使用限界の
パッド弾性率に達したところで、アラーム等の情報を作
業者等に出力する方法について図1、および図16を用
いて説明する。即ち、計算手段90は、パッド弾性率計
測手段70から計測された研磨パッド3の弾性率から図
16に示すように、ある使用限界のパッド弾性率に達し
たところで、アラーム等の情報を表示装置等の出力手段
901に表示するなど出力する。すると、作業者などは
このアラーム等の情報の出力に基いて使用限界の研磨パ
ッド3を新しい研磨パッドと交換することによって、被
加工物2に対してスクラッチ等を発生させることなく、
研磨を続けることができる。また、計算手段90は、ア
ラーム等の情報を研磨パッドを交換する交換機構(例え
ばロボット機構)に指令を出すことによって、交換機構
により研磨パッドを自動交換することも可能である。な
お、図16に示すように、研磨中においてスラリー溶媒
が発砲ポリウレタン等の研磨パッドの気泡部に含まれる
等の要因によって、研磨パッド3の弾性率は、研磨使用
時間と共に上昇することになる。
Elastic modulus = P / (d−d0) (Equation 4) Next, the calculating means 90 uses the elastic modulus of the polishing pad 3 measured by the pad elasticity measuring means 70 to determine the limit pad elastic modulus. Then, a method of outputting information such as an alarm to an operator or the like when the number has reached is described with reference to FIGS. 1 and 16. That is, as shown in FIG. 16, the calculating means 90 displays information such as an alarm when the pad elasticity reaches a certain use limit from the elasticity of the polishing pad 3 measured by the pad elasticity measuring means 70 as shown in FIG. And the like, such as display on output means 901. Then, the worker or the like replaces the polishing pad 3 of the usage limit with a new polishing pad based on the output of the information such as the alarm, so that the workpiece 2 is not scratched or the like.
Polishing can be continued. The calculating means 90 can also automatically replace the polishing pad by the replacement mechanism by issuing a command to a replacement mechanism (for example, a robot mechanism) for replacing the polishing pad with information such as an alarm. As shown in FIG. 16, the elastic modulus of the polishing pad 3 increases with the polishing use time due to factors such as the slurry solvent being included in the bubble portion of the polishing pad such as foamed polyurethane during polishing.

【0036】次に、研磨パッド3の気泡率を計測するパ
ッド気泡率計測手段80の実施例について図17を用い
て詳細に説明する。このパッド気泡率計測手段80は、
研磨パッドの誘電率を計測する静電容量センサ81を研
磨パッド3の上方に設けることによって構成する。特
に、パッド気泡率計測手段80を上方に規定するもので
はなく下側に設けて良い。下側に設ける場合、回転定盤
4があるため、回転定盤4内に埋め込む必要が生じる。
研磨パッド3が発砲ポリウレタン等で構成される場合、
静電容量センサ81で計測される誘電率εは、次に示す
(数5)式の関係を有する。ε0はポリウレタンの誘電
率、ε1は空気の誘電率で既知の値である。αは算出し
ようとする研磨パッドの気泡率である。 ε=(1−α)×ε0+α×ε1 (数5) 従って、計算手段90は、パッド気泡率計測手段80を
構成する静電容量センサ81で計測される研磨パッド3
の誘電率εから次に示す(数6)式から研磨パッド3の
気泡率αを算出することができる。なお、ポリウレタン
の誘電率ε0、および空気の誘電率ε1は既知の値であ
るので、予め入力手段902等を用いて入力して記憶装
置(図示せず)に記憶しておけばよい。当然、研磨パッ
ドの気泡率を計算手段90で算出する必要はなく、パッ
ド気泡率計測手段80内のCPU等で算出することも可
能である。
Next, an embodiment of the pad bubble rate measuring means 80 for measuring the bubble rate of the polishing pad 3 will be described in detail with reference to FIG. This pad bubble rate measuring means 80
The capacitance sensor 81 for measuring the dielectric constant of the polishing pad is provided above the polishing pad 3. In particular, the pad air bubble rate measuring means 80 may be provided not on the upper side but on the lower side. In the case of being provided on the lower side, it is necessary to embed in the rotating surface plate 4 because the rotating surface plate 4 exists.
When the polishing pad 3 is made of foamed polyurethane or the like,
The dielectric constant ε measured by the capacitance sensor 81 has the relationship of the following (Equation 5). ε0 is the dielectric constant of polyurethane, and ε1 is the known dielectric constant of air. α is the bubble rate of the polishing pad to be calculated. ε = (1−α) × ε0 + α × ε1 (Equation 5) Therefore, the calculating means 90 calculates the polishing pad 3 measured by the capacitance sensor 81 constituting the pad bubble rate measuring means 80.
The bubble rate α of the polishing pad 3 can be calculated from the following equation (Equation 6) from the dielectric constant ε. Since the permittivity ε0 of polyurethane and the permittivity ε1 of air are known values, they may be input in advance using the input means 902 or the like and stored in a storage device (not shown). Of course, the bubble rate of the polishing pad does not need to be calculated by the calculating means 90, but can be calculated by the CPU or the like in the pad bubble rate measuring means 80.

【0037】 α=(ε−ε0)/(ε1−ε0) (数6) 次に、計算手段90がパッド気泡率計測手段80から計
測された研磨パッド3の気泡率に基いてある使用限界の
パッド気泡率に達したところで、アラーム等の情報を作
業者等に出力する方法について図1、および図18を用
いて説明する。例えば、図17に示す静電容量センサ8
1によって計測された誘電率εに基いて算出された研磨
パッドの気泡率が時間とともに劣化した場合、使用限界
値を下回った所で、計算手段90が研磨パッド交換のた
めのアラーム情報を表示装置等の出力手段901に出力
することによって作業者に知らせることができる。そこ
で、作業者がアラーム情報を受け取ることによって、研
磨パッドを新しい研磨パッドと交換することによって、
被加工物2に対してスクラッチ等を発生させることなく
研磨をすることができる。なお、本計測結果を用いて研
磨パッドを自動で交換することも明らかに可能である。
以上説明した如く、パッド弾性率計測手段70を用いて
研磨パッド3の弾性率を計測するのも、パッド気泡率計
測手段80を用いて研磨パッド3の気泡率を計測するの
も、被加工物へのスクラッチを未然に防ぐために、研磨
パッドの使用限界に至る直線を見付けだすためであり、
何れの手法を用いても良いことは明らかである。何れに
しても、研磨パッド3の気泡部に凝集して巨大化したス
ラリー(遊離砥粒)を逃がすことで、スクラッチの発生
を防止することができる。しかし、研磨パッド3の使用
時間が長くなるに連れて、スラリー溶媒および凝集砥粒
が気泡部に埋め尽くされていき、スクラッチを発生する
ことになる。そこで、研磨パッド3の弾性率や研磨パッ
ド3の気泡率を計測することによって、スラリー溶媒お
よび凝集砥粒が気泡部に埋め尽くされていく研磨パッド
の使用限界の直前を計算手段90が抽出することができ
ることになる。
Α = (ε−ε0) / (ε1−ε0) (Equation 6) Next, the calculating means 90 determines the usage limit based on the bubble rate of the polishing pad 3 measured from the pad bubble rate measuring means 80. A method of outputting information such as an alarm to an operator or the like when the pad bubble rate is reached will be described with reference to FIGS. For example, the capacitance sensor 8 shown in FIG.
In the case where the bubble rate of the polishing pad calculated based on the dielectric constant ε measured in Step 1 deteriorates with time, the calculation means 90 displays alarm information for replacement of the polishing pad when the bubble rate falls below the usage limit value. The operator can be informed by outputting to the output means 901 such as. Therefore, by replacing the polishing pad with a new polishing pad by receiving the alarm information,
The workpiece 2 can be polished without generating scratches or the like. Note that it is obviously possible to automatically change the polishing pad using the measurement result.
As described above, the measurement of the elastic modulus of the polishing pad 3 by using the pad elastic modulus measuring means 70 and the measurement of the air bubble rate of the polishing pad 3 by using the pad porosity measuring means 80 In order to find a straight line that reaches the limit of use of the polishing pad in order to prevent scratches on the
Obviously, either method may be used. In any case, the generation of scratches can be prevented by releasing the slurry (free abrasive grains) that has aggregated in the bubble portion of the polishing pad 3 and has become huge. However, as the usage time of the polishing pad 3 becomes longer, the slurry solvent and the coagulated abrasive grains are filled up in the air bubbles, and scratches are generated. Therefore, by calculating the elastic modulus of the polishing pad 3 and the bubble rate of the polishing pad 3, the calculating means 90 extracts the immediately before the use limit of the polishing pad in which the slurry solvent and the coagulated abrasive grains are filled up in the bubble portion. You can do it.

【0038】以上説明した実施例では、各計測手法にお
いて非接触計測の実施例について説明したが、これは、
研磨パッド表面に接触して計測した場合、研磨パッド表
面に傷を生じさせスクラッチの要因となることを避ける
ためである。但し、計測プローブの接触圧力が十分小さ
ければ、接触式の計測手法でも良い。また、固定砥粒を
埋め込んだ研磨パッドを用いる場合、通常上記の実施の
形態で説明したドレッサー20およびスラリー供給機構
30は不要となる。そのため、研磨パッドの弾性率およ
び気泡率計測は、値固定砥粒を埋め込んだ研磨パッドを
用いる場合にも有効である。
In the embodiments described above, the embodiments of the non-contact measurement in each measurement technique have been described.
This is because when the measurement is performed in contact with the surface of the polishing pad, it is possible to prevent the surface of the polishing pad from being damaged and causing a scratch. However, if the contact pressure of the measurement probe is sufficiently small, a contact type measurement method may be used. Further, when a polishing pad in which fixed abrasive grains are embedded is used, the dresser 20 and the slurry supply mechanism 30 described in the above-described embodiment are generally unnecessary. Therefore, measurement of the elastic modulus and the bubble rate of the polishing pad is also effective when using a polishing pad in which fixed value abrasive grains are embedded.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明によれば、CMP等の研磨加工に
おいて、研磨パッドの平坦度を計測し、この計測された
研磨パッドの平坦度に応じてドレッサーによるドレッシ
ングを制御するようにしたので、研磨率を被加工面内で
均一にすることができ、その結果被加工物の平坦度加工
精度を向上させることができる効果を奏する。また、本
発明によれば、CMP等の研磨加工において、研磨パッ
ドの面粗さや遊離砥粒についての被加工物の被加工面内
における分布または量を計測し、この計測された研磨パ
ッドの面粗さや遊離砥粒の被加工面内における分布また
は量に応じてドレッサーによるドレッシングや遊離砥粒
の供給量や研磨条件等を制御するようにしたので、半導
体基板等の被加工物毎の平均研磨率の変動に応じた加工
を施すことができ、その結果複数の被加工物に対して均
一で、且つ安定な加工をすることができる効果を奏す
る。
According to the present invention, in polishing such as CMP, the flatness of a polishing pad is measured, and dressing by a dresser is controlled in accordance with the measured flatness of the polishing pad. The polishing rate can be made uniform within the surface to be processed, and as a result, there is an effect that the accuracy of flatness processing of the workpiece can be improved. Further, according to the present invention, in a polishing process such as CMP, the surface roughness of the polishing pad and the distribution or amount of free abrasive grains in the surface to be processed of the workpiece are measured, and the measured surface of the polishing pad is measured. Dressing by a dresser, supply amount of free abrasive grains, polishing conditions, etc. are controlled according to the distribution or amount of roughness and free abrasive grains in the work surface, so that the average polishing for each workpiece such as semiconductor substrate Processing according to the change in the rate can be performed, and as a result, there is an effect that uniform and stable processing can be performed on a plurality of workpieces.

【0040】また、本発明によれば、CMP等の研磨加
工において、研磨パッドの弾性率や気泡率を計測して使
用限界に到達したか否かを判定するようにしたので、半
導体基板等の被加工物の被加工面にスクラッチを発生さ
せることなく研磨加工をすることができ、歩留まりを大
幅に向上させることができる効果を奏する。また、本発
明によれば、半導体基板に対して高精度なCMP等の研
磨加工を施すことができる。
Further, according to the present invention, in the polishing process such as CMP, the elastic modulus and the bubble rate of the polishing pad are measured to determine whether the usage limit has been reached. Polishing can be performed without generating scratches on the work surface of the work, and the yield can be greatly improved. Further, according to the present invention, a highly accurate polishing process such as CMP can be performed on a semiconductor substrate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るCMP装置の一実施の形態を示す
構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a CMP apparatus according to the present invention.

【図2】本発明に係るCMP装置の機構部の一実施の形
態を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing one embodiment of a mechanical unit of the CMP apparatus according to the present invention.

【図3】本発明に係るパッド平坦度計測手段の一実施例
を示す正面図である。
FIG. 3 is a front view showing an embodiment of a pad flatness measuring means according to the present invention.

【図4】図3に示すパッド平坦度計測手段によって計測
される計測データの説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of measurement data measured by a pad flatness measuring unit shown in FIG. 3;

【図5】本発明に係るパッド平坦度計測手段の他の実施
例を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing another embodiment of the pad flatness measuring means according to the present invention.

【図6】図5に示すパッド平坦度計測手段によって計測
される計測データの説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of measurement data measured by a pad flatness measuring unit shown in FIG. 5;

【図7】パッド平坦度計測手段を備えたCMP装置の機
構部を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a mechanism of a CMP apparatus provided with a pad flatness measuring unit.

【図8】計測された研磨パッドの平坦度に応じてドレッ
サーの移動速度を制御する実施例を説明するための図で
ある。
FIG. 8 is a diagram for explaining an embodiment in which the moving speed of the dresser is controlled according to the measured flatness of the polishing pad.

【図9】計測された研磨パッドの平坦度に応じてドレッ
サーの回転速度を制御する実施例を説明するための図で
ある。
FIG. 9 is a view for explaining an embodiment in which the rotation speed of the dresser is controlled in accordance with the measured flatness of the polishing pad.

【図10】本発明に係るパッド面粗さ計測手段の一実施
例を示す概略構成図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a pad surface roughness measuring means according to the present invention.

【図11】図10に示すパッド面粗さ計測手段によって
計測される計測データの説明図である。
11 is an explanatory diagram of measurement data measured by the pad surface roughness measuring means shown in FIG.

【図12】計測された研磨パッドの面粗さに応じてドレ
ッサーの回転速度を制御する実施例を説明するための図
である。
FIG. 12 is a view for explaining an embodiment in which the rotation speed of the dresser is controlled in accordance with the measured surface roughness of the polishing pad.

【図13】本発明に係るスラリー被加工面分布計測手段
の一実施例を示す概略構成図である。
FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a distribution measurement unit for a slurry-processed surface according to the present invention.

【図14】スラリー被加工面内分布計測手段を備えたC
MP装置の機構部を示す斜視図である。
FIG. 14 shows a C having a distribution measuring means in the surface to be processed of slurry.
FIG. 2 is a perspective view showing a mechanism of the MP device.

【図15】本発明に係るパッド弾性率計測手段の一実施
例を示す概略構成図である。
FIG. 15 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a pad elastic modulus measuring means according to the present invention.

【図16】計測された研磨パッドの弾性率データを運用
する方法を説明するための図である。
FIG. 16 is a view for explaining a method of using the measured elastic modulus data of the polishing pad.

【図17】本発明に係る研磨パッド気泡率計測手段の一
実施例を示す概略構成図である。
FIG. 17 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a polishing pad bubble rate measuring means according to the present invention.

【図18】計測された研磨パッドの気泡率データを運用
する方法を説明するための図である。
FIG. 18 is a diagram for explaining a method of using the measured bubble rate data of the polishing pad.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…チャック、2…被加工物(ウエハ)、3…研磨パッ
ド、4…回転定盤、5…観測用窓、6…ドレッサー、1
0…研磨機構、11…垂直移動機構、12…水平移動機
構、20…ドレッサー機構、21…垂直移動機構、22
…水平移動機構、30…スラリー供給機構、40…パッ
ド平坦度計測手段、41…レーザ変位センサ、42…レ
ーザ光源、43…CCDカメラ、50…パッド面粗さ計
測手段、51…光源、52…ハーフミラー、53…受光
器、54…受光器、55…楕円ミラー、56…ハーフミ
ラー、57…集光レンズ、58…ノズル、60…スラリ
ー被加工面内分布計測手段、61…光源、62…偏光ビ
ームスプリッタ、63…レンズ、64…空間フィルタ、
65…検出器、66…λ/4板、70…パッド弾性率計
測手段、71、72…エアマイクロセンサ、80…パッ
ド気泡率計測手段、81…静電容量センサ、90…計算
手段(CPU)、101…チャック制御装置、201…
ドレッサー制御装置、301…スラリー制御装置、90
1…出力手段、902…入力手段。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Chuck, 2 ... Workpiece (wafer), 3 ... Polishing pad, 4 ... Rotary surface plate, 5 ... Observation window, 6 ... Dresser, 1
0: polishing mechanism, 11: vertical moving mechanism, 12: horizontal moving mechanism, 20: dresser mechanism, 21: vertical moving mechanism, 22
... horizontal movement mechanism, 30 ... slurry supply mechanism, 40 ... pad flatness measuring means, 41 ... laser displacement sensor, 42 ... laser light source, 43 ... CCD camera, 50 ... pad surface roughness measuring means, 51 ... light source, 52 ... Half mirror, 53: light receiver, 54: light receiver, 55: elliptical mirror, 56: half mirror, 57: condenser lens, 58: nozzle, 60: distribution measuring means in the surface to be processed with slurry, 61: light source, 62 ... Polarizing beam splitter, 63 ... lens, 64 ... spatial filter,
65: Detector, 66: λ / 4 plate, 70: Pad elastic modulus measuring means, 71, 72: Air micro sensor, 80: Pad bubble rate measuring means, 81: Capacitance sensor, 90: Calculation means (CPU) , 101 ... chuck control device, 201 ...
Dresser control device 301 Slurry control device 90
1 ... output means, 902 ... input means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 秀己 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 盛山 一郎 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 Fターム(参考) 3C058 AA07 AC04 BA02 BA07 BA09 BB02 BB06 BB08 BB09 CA01 CB01 CB03 DA02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hidemi Sato 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Yokohama, Japan Inside the Manufacturing Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Ichiro Moriyama 6-16 Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 3 F-term in Hitachi, Ltd. Device Development Center (reference) 3C058 AA07 AC04 BA02 BA07 BA09 BB02 BB06 BB08 BB09 CA01 CB01 CB03 DA02

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】定盤上に載置された研磨パッドの平坦度を
計測する平坦度計測工程と、 該平坦度計測工程で計測された研磨パッドの平坦度に応
じてドレッサーの運動を制御して上記研磨パッドをドレ
ッシングするドレッシング工程と、 該ドレッシング工程でドレッシングされた研磨パッドに
対して、被加工物の被加工面を、研磨パッドの表面に供
給散布された遊離砥粒を介在させて押し付け、上記被加
工物と上記研磨パッドとの間で相対的に擦らせる運動を
させて被加工物の被加工面を平坦に研磨する加工工程と
を有することを特徴とする加工方法。
A flatness measuring step of measuring a flatness of a polishing pad placed on a surface plate; and controlling a movement of a dresser in accordance with the flatness of the polishing pad measured in the flatness measuring step. A dressing step of dressing the polishing pad, and pressing the work surface of the work piece against the polishing pad dressed in the dressing step with loose abrasive particles supplied and dispersed on the surface of the polishing pad interposed therebetween. And a polishing step of causing the workpiece and the polishing pad to relatively rub against each other and polishing the workpiece surface of the workpiece flat.
【請求項2】定盤上に載置された研磨パッドの面粗さを
計測する面粗さ計測工程と、 該面粗さ計測工程で計測された研磨パッドの面粗さに応
じてドレッサーによるドレッシング量を制御して上記研
磨パッドをドレッシングするドレッシング工程と、 該ドレッシング工程でドレッシングされた研磨パッドに
対して、被加工物の被加工面を、研磨パッドの表面に供
給散布された遊離砥粒を介在させて押し付け、上記被加
工物と上記研磨パッドとの間で相対的に擦らせる運動を
させて被加工物の被加工面を平坦に研磨する加工工程と
を有することを特徴とする加工方法。
2. A surface roughness measuring step of measuring the surface roughness of a polishing pad mounted on a surface plate, and a dresser according to the surface roughness of the polishing pad measured in the surface roughness measuring step. A dressing step of dressing the polishing pad by controlling the amount of dressing; and free abrasive grains supplied to the polishing pad dressed in the dressing step, by supplying the processing surface of the workpiece to the surface of the polishing pad. Pressurizing the workpiece, and performing a relative rubbing motion between the workpiece and the polishing pad to flatly grind a workpiece surface of the workpiece. Method.
【請求項3】定盤上に載置された研磨パッドをドレッサ
ーによってドレッシングするドレッシング工程と、 上記研磨パッドの表面に供給散布される遊離砥粒につい
ての被加工物の被加工面内における分布または量を計測
する遊離砥粒計測工程と、 該遊離砥粒計測工程で計測された被加工面内における遊
離砥粒の分布または量に応じて遊離砥粒の供給量を制御
して研磨パッドの表面に供給散布する遊離砥粒供給散布
工程と、 上記ドレッシング工程でドレッシングされた研磨パッド
に対して、被加工物の被加工面を、上記遊離砥粒供給散
布工程で供給散布された遊離砥粒を介在させて押し付
け、上記被加工物と上記研磨パッドとの間で相対的に擦
らせる運動をさせて被加工物の被加工面を平坦に研磨す
る加工工程とを有することを特徴とする加工方法。
3. A dressing step of dressing a polishing pad mounted on a surface plate with a dresser, and a distribution or a distribution of free abrasive grains supplied and sprayed on the surface of the polishing pad in a processing surface of the workpiece. Free abrasive grain measuring step of measuring the amount, controlling the supply amount of the free abrasive grains in accordance with the distribution or amount of the free abrasive grains in the surface to be processed measured in the free abrasive grain measuring step, and controlling the surface of the polishing pad The free abrasive grains supplied and sprayed in the free abrasive grain supply / spreading step are applied to the polishing surface dressed in the dressing step. A step of intervening and pressing to make a relative rubbing motion between the workpiece and the polishing pad so as to flatten the workpiece surface of the workpiece. Method.
【請求項4】定盤上に載置された研磨パッドの面粗さを
計測する面粗さ計測工程と、 上記研磨パッドをドレッサーによってドレッシングする
ドレッシング工程と、 該ドレッシング工程でドレッシングされた研磨パッドに
対して、被加工物の被加工面を、研磨パッドの表面に供
給散布された遊離砥粒を介在させて押し付け、上記被加
工物と上記研磨パッドとの間で相対的に擦らせる運動を
させ、上記面粗さ計測工程で計測された研磨パッドの面
粗さに応じて研磨量を制御して被加工物の被加工面を平
坦に研磨する加工工程とを有することを特徴とする加工
方法。
4. A surface roughness measuring step of measuring a surface roughness of a polishing pad placed on a surface plate, a dressing step of dressing the polishing pad with a dresser, and a polishing pad dressed in the dressing step. On the other hand, the work surface of the work is pressed against the surface of the polishing pad with the loose abrasive particles supplied and dispersed therebetween, and the movement of relatively rubbing between the work and the polishing pad is performed. A polishing step of controlling the amount of polishing in accordance with the surface roughness of the polishing pad measured in the surface roughness measuring step and polishing the processed surface of the workpiece flat. Method.
【請求項5】定盤上に載置された研磨パッドの表面に供
給散布される遊離砥粒についての被加工物の被加工面内
における分布または量を計測する遊離砥粒計測工程と、 上記研磨パッドをドレッサーによってドレッシングする
ドレッシング工程と、 該ドレッシング工程でドレッシングされた研磨パッドに
対して、被加工物の被加工面を、研磨パッドの表面に供
給散布された遊離砥粒を介在させて押し付け、上記被加
工物と上記研磨パッドとの間で相対的に擦らせる運動を
させ、上記遊離砥粒計測工程で計測された被加工面内に
おける遊離砥粒の分布または量に応じて研磨量を制御し
て被加工物の被加工面を平坦に研磨する加工工程とを有
することを特徴とする加工方法。
5. A free abrasive grain measuring step for measuring a distribution or an amount of free abrasive grains supplied and sprayed on a surface of a polishing pad placed on a surface plate on a surface to be processed of the workpiece, A dressing step of dressing the polishing pad with a dresser, and pressing the work surface of the work piece against the polishing pad dressed in the dressing step with the intermediary of loose abrasive particles supplied and dispersed on the surface of the polishing pad. The movement of rubbing relatively between the workpiece and the polishing pad, the amount of polishing in accordance with the distribution or amount of free abrasive grains in the work surface measured in the free abrasive grain measurement step, A processing step of controlling the surface of the workpiece to be polished flat.
【請求項6】定盤上に載置された研磨パッドの弾性率ま
たは気泡率を計測し、この計測された研磨パッドの弾性
率または気泡率に基いて上記研磨パッドが使用限界に到
達しているか否かを判定する判定工程と、 該判定工程で使用可能と判断されて定盤上に載置された
研磨パッドに対して、被加工物の被加工面を、研磨パッ
ドの表面に供給散布された遊離砥粒または研磨パッドに
埋め込まれた固定砥粒を介在させて押し付け、上記被加
工物と上記研磨パッドとの間で相対的に擦らせる運動を
させて被加工物の被加工面を平坦に研磨または研削する
加工工程とを有することを特徴とする加工方法。
6. An elastic modulus or a bubble rate of a polishing pad placed on a surface plate is measured, and the polishing pad reaches a service limit based on the measured elastic modulus or a bubble rate of the polishing pad. A determining step of determining whether or not the workpiece is to be used in the determining step; and supplying the processing surface of the workpiece to the polishing pad placed on the surface plate on the surface of the polishing pad. The fixed abrasive grains embedded in the free abrasive grains or the polishing pad are pressed and interposed, and a relative rubbing motion is performed between the workpiece and the polishing pad to cause the workpiece surface of the workpiece to be rubbed. A processing step of polishing or grinding flat.
【請求項7】定盤上に載置された研磨パッドをドレッサ
ーによってドレッシングするドレッシング工程と、 上記研磨パッドの弾性率または気泡率を計測し、この計
測された研磨パッドの弾性率または気泡率に基いて上記
研磨パッドが使用限界に到達しているか否かを判定する
判定工程と、 該判定工程で使用可能と判断されて定盤上に載置された
研磨パッドに対して、被加工物の被加工面を、研磨パッ
ドの表面に供給散布された遊離砥粒を介在させて押し付
け、上記被加工物と上記研磨パッドとの間で相対的に擦
らせる運動をさせて被加工物の被加工面を平坦に研磨す
る加工工程とを有することを特徴とする加工方法。
7. A dressing step of dressing a polishing pad placed on a surface plate with a dresser, measuring an elastic modulus or a bubble rate of the polishing pad, and measuring the elastic modulus or the bubble rate of the polishing pad. A determining step of determining whether or not the polishing pad has reached a use limit based on the polishing pad; and The work surface is pressed with intervening loose abrasive particles supplied and sprayed on the surface of the polishing pad, and the movement of relatively rubbing between the work object and the polishing pad is performed. A processing step of polishing the surface flat.
【請求項8】請求項1〜7の何れかに記載の加工方法を
用いて半導体基板上に形成された絶縁膜を加工すること
を特徴とする半導体基板の加工方法。
8. A method for processing a semiconductor substrate, comprising processing an insulating film formed on a semiconductor substrate by using the processing method according to claim 1.
【請求項9】研磨パッドを載置する定盤と、 上記研磨パッドの平坦度を計測する平坦度計測手段と、 該平坦度計測手段で計測された研磨パッドの平坦度に応
じて運動を制御して研磨パッドをドレッシングするドレ
ッサー手段と、 該ドレッサー手段でドレッシングされた研磨パッドに対
して、被加工物の被加工面を、研磨パッドの表面に供給
散布された遊離砥粒を介在させて押し付け、上記被加工
物と上記研磨パッドとの間で相対的に擦らせる運動をさ
せて被加工物の被加工面を平坦に研磨する加工手段とを
備えたことを特徴とする加工装置。
9. A surface plate on which a polishing pad is placed, flatness measuring means for measuring the flatness of the polishing pad, and movement control in accordance with the flatness of the polishing pad measured by the flatness measuring means. Dressing means for dressing the polishing pad, and pressing the work surface of the work piece against the polishing pad dressed by the dresser means with loose abrasive particles supplied and dispersed on the surface of the polishing pad interposed therebetween. A processing means for relatively moving the workpiece and the polishing pad so as to rub against each other, and polishing the workpiece surface of the workpiece flat.
【請求項10】研磨パッドを載置する定盤と、 上記研磨パッドの面粗さを計測する面粗さ計測手段と、 該面粗さ計測手段で計測された研磨パッドの面粗さに応
じてドレッシング量を制御して研磨パッドをドレッシン
グするドレッサー手段と、 該ドレッサー手段でドレッシングされた研磨パッドに対
して、被加工物の被加工面を、研磨パッドの表面に供給
散布された遊離砥粒を介在させて押し付け、上記被加工
物と上記研磨パッドとの間で相対的に擦らせる運動をさ
せて被加工物の被加工面を平坦に研磨する加工手段とを
備えたことを特徴とする加工装置。
10. A surface plate on which a polishing pad is placed, surface roughness measuring means for measuring the surface roughness of the polishing pad, and a surface roughness of the polishing pad measured by the surface roughness measuring means. Means for dressing the polishing pad by controlling the amount of dressing, and free abrasive grains supplied to the polishing pad dressed by the dresser means, by supplying the processing surface of the workpiece to the surface of the polishing pad. And a processing means for performing a relative rubbing motion between the workpiece and the polishing pad to flatly grind a workpiece surface of the workpiece. Processing equipment.
【請求項11】研磨パッドを載置する定盤と、 上記研磨パッドをドレッシングするドレッサー手段と、 上記研磨パッドの表面に供給散布される遊離砥粒につい
ての被加工物の被加工面内における分布または量を計測
する遊離砥粒計測手段と、 該遊離砥粒計測手段で計測された被加工面内における遊
離砥粒の分布または量に応じて遊離砥粒の供給量を制御
して研磨パッドの表面に供給散布する遊離砥粒供給散布
手段と、 上記ドレッサー手段でドレッシングされた研磨パッドに
対して、被加工物の被加工面を、上記遊離砥粒供給散布
手段で供給散布された遊離砥粒を介在させて押し付け、
上記被加工物と上記研磨パッドとの間で相対的に擦らせ
る運動をさせて被加工物の被加工面を平坦に研磨する加
工手段とを備えたことを特徴とする加工装置。
11. A surface plate on which a polishing pad is mounted, a dresser means for dressing the polishing pad, and a distribution of free abrasive grains supplied and sprayed on the surface of the polishing pad in the surface to be processed of the workpiece. Or a free abrasive grain measuring means for measuring the amount, and controlling the supply amount of the free abrasive grains in accordance with the distribution or the amount of the free abrasive grains in the surface to be processed measured by the free abrasive grain measuring means to control the polishing pad. A free abrasive grain supply / spreading means for supplying / spraying the surface, and a free abrasive grain supplied / sprayed by the free abrasive grain supply / spray means with respect to the polishing surface dressed by the dresser means. And press
A processing apparatus, comprising: processing means for performing a relative rubbing motion between the workpiece and the polishing pad so as to flatten a workpiece surface of the workpiece.
【請求項12】研磨パッドを載置する定盤と、 上記研磨パッドの面粗さを計測する面粗さ計測手段と、 上記研磨パッドをドレッシングするドレッサー手段と、 該ドレッサー手段でドレッシングされた研磨パッドに対
して、被加工物の被加工面を、研磨パッドの表面に供給
散布された遊離砥粒を介在させて押し付け、上記被加工
物と上記研磨パッドとの間で相対的に擦らせる運動をさ
せ、上記面粗さ計測工程で計測された研磨パッドの面粗
さに応じて研磨量を制御して被加工物の被加工面を平坦
に研磨する加工手段とを備えたことを特徴とする加工装
置。
12. A surface plate on which a polishing pad is placed, a surface roughness measuring means for measuring the surface roughness of the polishing pad, a dresser means for dressing the polishing pad, and a polishing machine dressed by the dresser means. Movement of pressing a processing surface of a workpiece against a pad with loose abrasive particles supplied and sprayed on the surface of the polishing pad, and relatively rubbing between the workpiece and the polishing pad. Processing means for controlling the amount of polishing in accordance with the surface roughness of the polishing pad measured in the surface roughness measuring step, and polishing the work surface of the work piece flat. Processing equipment.
【請求項13】研磨パッドを載置する定盤と、 上記研磨パッドの表面に供給散布される遊離砥粒につい
ての被加工物の被加工面内における分布または量を計測
する遊離砥粒計測手段と、 上記研磨パッドをドレッシングするドレッサー手段と、 該ドレッサー手段でドレッシングされた研磨パッドに対
して、被加工物の被加工面を、研磨パッドの表面に供給
散布された遊離砥粒を介在させて押し付け、上記被加工
物と上記研磨パッドとの間で相対的に擦らせる運動をさ
せ、上記遊離砥粒計測工程で計測された被加工面内にお
ける遊離砥粒の分布または量に応じて研磨量を制御して
被加工物の被加工面を平坦に研磨する加工手段とを備え
たことを特徴とする加工装置。
13. A surface plate on which a polishing pad is placed, and a free abrasive particle measuring means for measuring a distribution or an amount of free abrasive particles supplied and sprayed on the surface of the polishing pad in the surface to be processed. Dresser means for dressing the polishing pad; and, with respect to the polishing pad dressed by the dresser means, a processing surface of a workpiece is interposed with loose abrasive grains supplied and dispersed on the surface of the polishing pad. Pressing, making the movement relatively rubbing between the workpiece and the polishing pad, the amount of polishing according to the distribution or amount of free abrasive grains in the work surface measured in the free abrasive grain measuring step And a processing means for controlling the surface of the workpiece to be polished flat.
【請求項14】研磨パッドを載置する定盤と、 上記研磨パッドの弾性率または気泡率を計測する計測手
段と、 該計測手段で計測された研磨パッドの弾性率または気泡
率に基いて上記研磨パッドが使用限界に到達しているか
否かを判定する判定手段と、 該判定手段で使用可能と判断されて定盤上に載置された
研磨パッドに対して、被加工物の被加工面を、研磨パッ
ドの表面に供給散布された遊離砥粒または研磨パッドに
埋め込まれた固定砥粒を介在させて押し付け、上記被加
工物と上記研磨パッドとの間で相対的に擦らせる運動を
させて被加工物の被加工面を平坦に研磨または研削する
加工手段とを備えたことを特徴とする加工装置。
14. A platen on which a polishing pad is placed, measuring means for measuring an elastic modulus or a bubble rate of the polishing pad, and a measuring means for measuring an elastic modulus or a bubble rate of the polishing pad measured by the measuring means. Determining means for determining whether or not the polishing pad has reached a use limit; and a processing surface of a workpiece with respect to the polishing pad which is determined to be usable by the determining means and placed on a surface plate. Is pressed with the interposition of loose abrasive particles supplied or sprayed on the surface of the polishing pad or fixed abrasive particles embedded in the polishing pad, thereby causing a relative rubbing motion between the workpiece and the polishing pad. Processing means for polishing or grinding the surface of the workpiece to be processed flat.
【請求項15】研磨パッドを載置する定盤と、 上記研磨パッドをドレッシングするドレッサー手段と、 上記研磨パッドの弾性率または気泡率を計測する計測手
段と、 該計測手段で計測された研磨パッドの弾性率または気泡
率に基いて上記研磨パッドが使用限界に到達しているか
否かを判定する判定手段と、 該判定手段で使用可能と判断されて定盤上に載置された
研磨パッドに対して、被加工物の被加工面を、研磨パッ
ドの表面に供給散布された遊離砥粒を介在させて押し付
け、上記被加工物と上記研磨パッドとの間で相対的に擦
らせる運動をさせて被加工物の被加工面を平坦に研磨す
る加工手段とを備えたことを特徴とする加工装置。
15. A surface plate on which a polishing pad is mounted, a dresser means for dressing the polishing pad, a measuring means for measuring an elastic modulus or a bubble rate of the polishing pad, and a polishing pad measured by the measuring means. Determining means for determining whether or not the polishing pad has reached a use limit based on the elastic modulus or bubble rate of the polishing pad, and determining whether the polishing pad can be used by the determining means and placing the polishing pad on a surface plate. On the other hand, the work surface of the work is pressed against the surface of the polishing pad with the loose abrasive particles supplied and interposed therebetween, and a movement of relatively rubbing between the work and the polishing pad is performed. Processing means for polishing the surface of the workpiece to be processed flat.
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002034467A1 (en) * 2000-10-24 2002-05-02 Ebara Corporation Polisher
JP2002187059A (en) * 2000-12-19 2002-07-02 Mitsubishi Materials Silicon Corp Dressing method for abrasive cloth, and grinding method and grinding device for semiconductor wafer
JP2002337046A (en) * 2001-05-11 2002-11-26 Sony Corp Polishing device, polishing method and method for manufacturing semiconductor
JP2002355748A (en) * 2001-05-30 2002-12-10 Sony Corp Chemical-mechanical polishing method and chemical- mechanical polishing device
JP2003001559A (en) * 2001-06-21 2003-01-08 Mitsubishi Electric Corp Chemical mechanical polishing method, chemical mechanical polishing device, and slurry supply device
KR100432781B1 (en) * 2001-03-22 2004-05-24 삼성전자주식회사 Apparatus and method for measuring polishing pad
JP2004516947A (en) * 2000-11-29 2004-06-10 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Abrasive article and method having a window system for polishing a wafer
JP2005131781A (en) * 2003-08-29 2005-05-26 Rohm & Haas Electronic Materials Cmp Holdings Inc System and method for characterizing a textured surface
US7722437B2 (en) 2007-06-06 2010-05-25 Renesas Technology Corp. Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device
KR20110055602A (en) * 2008-08-07 2011-05-25 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Closed loop control of pad profile based on measurement feedback
JP2014076533A (en) * 2012-09-24 2014-05-01 Ebara Corp Polishing method and polishing device
JP2015521963A (en) * 2012-07-06 2015-08-03 サンーゴバン アブレイシブズ,インコーポレイティド Abrasive articles for slower grinding operations
JP2018058186A (en) * 2016-10-07 2018-04-12 スピードファム株式会社 Surface polishing equipment
WO2018074041A1 (en) * 2016-10-18 2018-04-26 株式会社 荏原製作所 Surface property measuring device for polishing pad
CN110617786A (en) * 2018-06-18 2019-12-27 凯斯科技股份有限公司 Pad monitoring device, pad monitoring system comprising same and pad monitoring method

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7207864B2 (en) 2000-10-24 2007-04-24 Ebara Corporation Polishing apparatus
US7040968B2 (en) 2000-10-24 2006-05-09 Ebara Corporation Polishing apparatus
US6939208B2 (en) 2000-10-24 2005-09-06 Ebara Corporation Polishing apparatus
WO2002034467A1 (en) * 2000-10-24 2002-05-02 Ebara Corporation Polisher
JP2004516947A (en) * 2000-11-29 2004-06-10 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Abrasive article and method having a window system for polishing a wafer
JP2002187059A (en) * 2000-12-19 2002-07-02 Mitsubishi Materials Silicon Corp Dressing method for abrasive cloth, and grinding method and grinding device for semiconductor wafer
KR100432781B1 (en) * 2001-03-22 2004-05-24 삼성전자주식회사 Apparatus and method for measuring polishing pad
JP2002337046A (en) * 2001-05-11 2002-11-26 Sony Corp Polishing device, polishing method and method for manufacturing semiconductor
JP2002355748A (en) * 2001-05-30 2002-12-10 Sony Corp Chemical-mechanical polishing method and chemical- mechanical polishing device
JP2003001559A (en) * 2001-06-21 2003-01-08 Mitsubishi Electric Corp Chemical mechanical polishing method, chemical mechanical polishing device, and slurry supply device
JP2005131781A (en) * 2003-08-29 2005-05-26 Rohm & Haas Electronic Materials Cmp Holdings Inc System and method for characterizing a textured surface
US7722437B2 (en) 2007-06-06 2010-05-25 Renesas Technology Corp. Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device
JP2011530418A (en) * 2008-08-07 2011-12-22 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Closed loop control of pad profile based on weighing feedback
KR20110055602A (en) * 2008-08-07 2011-05-25 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Closed loop control of pad profile based on measurement feedback
KR101593459B1 (en) 2008-08-07 2016-02-12 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Closed loop control of pad profile based on metrology feedback
JP2015521963A (en) * 2012-07-06 2015-08-03 サンーゴバン アブレイシブズ,インコーポレイティド Abrasive articles for slower grinding operations
JP2014076533A (en) * 2012-09-24 2014-05-01 Ebara Corp Polishing method and polishing device
JP2018058186A (en) * 2016-10-07 2018-04-12 スピードファム株式会社 Surface polishing equipment
WO2018074041A1 (en) * 2016-10-18 2018-04-26 株式会社 荏原製作所 Surface property measuring device for polishing pad
CN110617786A (en) * 2018-06-18 2019-12-27 凯斯科技股份有限公司 Pad monitoring device, pad monitoring system comprising same and pad monitoring method
KR20190142571A (en) * 2018-06-18 2019-12-27 주식회사 케이씨텍 Pad monitoring apparatus and pad monotirng system, pad monitoring method
KR102580487B1 (en) * 2018-06-18 2023-09-21 주식회사 케이씨텍 Pad monitoring apparatus and pad monotirng system, pad monitoring method

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