図面 (/)

技術 評価体、評価システム、評価体の製造方法、および評価方法

出願人 株式会社SUMCO
発明者 西村智和
出願日 2019年4月15日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2019-077025
公開日 2020年10月29日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-175450
状態 未査定
技術分野 洗浄、機械加工 研削盤の構成部分、駆動、検出、制御
主要キーワード 面圧差 パッド片 評価体 抵抗箔 IC温度センサ 発泡シリコーン センサーシート 紙ヤスリ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年10月29日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

精度良く、かつ、低コストウェーハ片面研磨装置の性能を評価する。

解決手段

片面研磨装置により研磨加工中のウェーハの研磨状態を評価するための評価体50であって、ダミーウェーハ51と、ダミーウェーハ51の非研磨面に配置され、ダミーウェーハ51の状態を測定するセンサーSと、ダミーウェーハ51の非研磨面上におけるセンサーS、センサーSの配線以外の部位に設けられた変形可能なパッド54と、を備えることを特徴とする評価体を提供する。

概要

背景

ウェーハ研磨する研磨パッドを有する定盤と、ウェーハを保持する研磨ヘッドとを備える片面研磨装置が知られている。片面研磨装置は、ウェーハを保持した研磨ヘッドを回転させながら下降させ、回転している定盤の研磨パッド上にウェーハを接触させることでウェーハを研磨する。
このような片面研磨装置に対し、ウェーハの評価体を用いて研磨試験することで装置の評価を行い、平坦度の高い鏡面仕上げを行うための基礎研究が行われている(例えば、特許文献1参照)。

特許文献1には、研磨中にウェーハにかかる面圧(ウェーハの単位面積当たりに加わる圧力)を測定するために、研磨ヘッドの前面に接着されたセンサーシート面圧分布測定機)によって測定される面圧分布を測定する評価方法が記載されている。

また、特許文献2には、研磨中にウェーハにかかる面圧を測定するために、センサーシートをウェーハにおける定盤の研磨パッドと対向する面に貼り付けて、センサーシートによって測定される面圧分布を測定する評価方法が記載されている。

概要

精度良く、かつ、低コストでウェーハの片面研磨装置の性能を評価する。片面研磨装置により研磨加工中のウェーハの研磨状態を評価するための評価体50であって、ダミーウェーハ51と、ダミーウェーハ51の非研磨面に配置され、ダミーウェーハ51の状態を測定するセンサーSと、ダミーウェーハ51の非研磨面上におけるセンサーS、センサーSの配線以外の部位に設けられた変形可能なパッド54と、を備えることを特徴とする評価体を提供する。

目的

本発明は、片面研磨装置の性能を評価するにあたって、精度良く、かつ、低コストでの評価が可能となる評価体、評価システム、評価体の製造方法、および評価方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

片面研磨装置により研磨加工中のウェーハ研磨状態を評価するための評価体であって、ダミーウェーハと、前記ダミーウェーハの非研磨面に配置され、前記ダミーウェーハの状態を測定するセンサーと、前記ダミーウェーハの前記非研磨面上における前記センサー、前記センサーの配線以外の部位に設けられた変形可能なパッドと、を備えることを特徴とする評価体。

請求項2

前記パッドを形成する材料が多孔質である請求項1に記載の評価体。

請求項3

前記パッドは、扇形をなし、外周部が前記ダミーウェーハの外周に沿うように配置された複数の同一形状パッド片からなり、前記センサーは、周方向に隣り合う前記パッド片の間に配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の評価体。

請求項4

前記センサーは、ひずみゲージおよび熱電対である請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の評価体。

請求項5

前記ひずみゲージおよび前記熱電対は、防水用コーティングにより覆われていることを特徴とする請求項4に記載の評価体。

請求項6

請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の評価体と、前記片面研磨装置の研磨ヘッドに配置され、前記センサーによる測定値無線電気通信により送信する送信機と、前記送信機から送信された前記測定値を受信する受信機と、を備えることを特徴とする評価システム

請求項7

請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の評価体の製造方法であって、前記ダミーウェーハを用意する用意工程と、前記ダミーウェーハの非研磨面上の前記センサーの取付箇所の表面粗さを粗くする下地処理工程と、前記取付箇所に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、前記取付箇所に前記センサーを取り付けるセンサー取付工程と、を有することを特徴とする評価体の製造方法。

請求項8

片面研磨装置により研磨加工中のウェーハの研磨状態を評価する評価方法であって、ダミーウェーハを用意する用意工程と、前記ダミーウェーハの非研磨面上に、前記ダミーウェーハの状態を測定するセンサーを取り付けて評価体とするセンサー取付工程と、前記片面研磨装置に前記評価体を、前記ダミーウェーハの前記非研磨面とは反対側の研磨面が研磨されるように取り付ける評価体取付工程と、取り付けられた前記評価体の前記研磨面を研磨する研磨工程と、研磨加工中に前記センサーによって測定された測定値を前記片面研磨装置の研磨ヘッドに設けられた送信機から無線電気通信により送信する送信工程と、前記送信機から送信された前記測定値を受信機により受信する受信工程と、を有することを特徴とする評価方法。

技術分野

0001

本発明は、評価体、評価システム、評価体の製造方法、および評価方法に関する。

背景技術

0002

ウェーハ研磨する研磨パッドを有する定盤と、ウェーハを保持する研磨ヘッドとを備える片面研磨装置が知られている。片面研磨装置は、ウェーハを保持した研磨ヘッドを回転させながら下降させ、回転している定盤の研磨パッド上にウェーハを接触させることでウェーハを研磨する。
このような片面研磨装置に対し、ウェーハの評価体を用いて研磨試験することで装置の評価を行い、平坦度の高い鏡面仕上げを行うための基礎研究が行われている(例えば、特許文献1参照)。

0003

特許文献1には、研磨中にウェーハにかかる面圧(ウェーハの単位面積当たりに加わる圧力)を測定するために、研磨ヘッドの前面に接着されたセンサーシート面圧分布測定機)によって測定される面圧分布を測定する評価方法が記載されている。

0004

また、特許文献2には、研磨中にウェーハにかかる面圧を測定するために、センサーシートをウェーハにおける定盤の研磨パッドと対向する面に貼り付けて、センサーシートによって測定される面圧分布を測定する評価方法が記載されている。

先行技術

0005

特開平11−48125号公報
特開2017−104951号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、特許文献1に記載の方法では、センサーシートの変形性不足、埋め込まれた感圧抵抗線、送信アンテナまでの配線が面圧に影響を及ぼすため、正しく面圧の分布を評価することができない。

0007

また、特許文献2に記載の評価方法は、センサーシートが摩耗するため、評価のためのコストが増大するという課題がある。また、研磨中の面圧の改善のみでは鏡面仕上げの高精度化を十分に図れないおそれがある。このことから特許文献2に記載の評価方法では、片面研磨装置の性能を高精度に評価できないおそれがある。

0008

そこで、本発明は、片面研磨装置の性能を評価するにあたって、精度良く、かつ、低コストでの評価が可能となる評価体、評価システム、評価体の製造方法、および評価方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

本発明の評価体は、片面研磨装置により研磨加工中のウェーハの研磨状態を評価するための評価体であって、ダミーウェーハと、前記ダミーウェーハの非研磨面に配置され、前記ダミーウェーハの状態を測定するセンサーと、前記ダミーウェーハの前記非研磨面上における前記センサー、前記センサーの配線以外の部位に設けられた変形可能なパッドと、を備えることを特徴とする。

0010

この発明によれば、変形可能なパッドを設けることによって、センサーにかかる圧力をセンサーに十分に伝達することができ、測定精度を向上させることができる。また、センサー、およびセンサーの配線を保護することができる。さらに、配線やセンサーの厚みが測定に与える影響を低減することができる。
また、センサーをウェーハの非研磨面に配置することによって、センサーが研磨されることがなくなるため、センサーを繰り返し使用することができる。これにより、低コストで片面研磨装置の性能を評価することができる。

0011

上記評価体において、前記パッドを形成する材料は、多孔質であることが好ましい。

0012

この発明によれば、パッドが多孔質材料であることによって、より変形性が増し、測定精度をさらに向上させることができる。

0013

上記評価体において、前記パッドは、扇形をなし、外周部が前記ダミーウェーハの外周に沿うように配置された複数のパッド片からなり、前記センサーは、周方向に隣り合う前記パッド片の間に配置されていることが好ましい。

0014

この発明によれば、複数の同一形状の扇形のパッド片を使用し、隣り合うパッド片の間にひずみゲージおよび熱電対を配置することで、より低コストでセンサーを配置することができる。

0015

上記評価体において、前記センサーは、ひずみゲージおよび熱電対であることが好ましい。

0016

この発明によれば、ひずみゲージを用いて研磨中のウェーハにかかる面圧を測定することができ、熱電対を用いて研磨中のウェーハの温度を測定するができる。これにより、ウェーハにかかる面圧に加えてウェーハの温度の観点からも研磨状態を解析し、精度良く片面研磨装置の性能を評価することができる。

0017

上記評価体において、前記ひずみゲージおよび前記熱電対は、防水用コーティングにより覆われていることが好ましい。

0018

この発明によれば、液体によりひずみゲージおよび熱電対に不具合が生じたり、接着が劣化したりするのを防止することができる。また、例えば外部からの接触からひずみゲージおよび熱電対を保護することができる。

0019

本発明の評価システムは、上記いずれかの評価体と、前記片面研磨装置の研磨ヘッドに配置され、前記センサーによる測定値無線電気通信により送信する送信機と、前記送信機から送信された前記測定値を受信する受信機と、を備えることを特徴とする。

0020

この発明によれば、研磨ヘッドとともに回転する送信機から無線電気通信で測定値を送信することによって、受信機の配置の自由度を高めながらリアルタイムに測定値を確認することができる。

0021

本発明の評価体の製造方法は、前記ダミーウェーハを用意する用意工程と、前記ダミーウェーハの非研磨面上の前記センサーの取付箇所の表面粗さを粗くする下地処理工程と、前記取付箇所に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、前記取付箇所に前記センサーを取り付けるセンサー取付工程と、を有することを特徴とする。

0022

この発明によれば、接着剤を介してセンサーを取り付ける際に、ダミーウェーハの表面を粗くして凹凸を形成することによって、接着剤を塗布した際に接着剤が凹凸に入り込む。これにより、接着力の向上が図られ、確実にセンサーを取り付けることができる。

0023

本発明の評価方法は、片面研磨装置により研磨加工中のウェーハの研磨状態を評価する評価方法であって、ダミーウェーハを用意する用意工程と、前記ダミーウェーハの非研磨面上に、前記ダミーウェーハの状態を測定するセンサーを取り付けて評価体とするセンサー取付工程と、前記片面研磨装置に前記評価体を、前記ダミーウェーハの前記非研磨面とは反対側の研磨面が研磨されるように取り付ける評価体取付工程と、取り付けられた前記評価体の前記研磨面を研磨する研磨工程と、研磨加工中に前記センサーによって測定された測定値を前記片面研磨装置の研磨ヘッドに設けられた送信機から無線電気通信により送信する送信工程と、前記送信機から送信された前記測定値を受信機により受信する受信工程と、を有することを特徴とする。

図面の簡単な説明

0024

本発明の一実施形態に係る評価体の平面図である。
図1のII-II断面図である。
前記一実施形態に係る評価体の製造方法を説明する概略図である。
前記一実施形態に係る片面研磨装置の概略構成を示す模式図である。
前記一実施形態に係る片面研磨装置を構成する研磨ヘッドの断面図である。
前記一実施形態に係る評価システムを使用して取得したダミーウェーハの面圧およびダミーウェーハの温度の測定結果を示すグラフである。

実施例

0025

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。本実施形態の評価システム100は、図4に示すように、片面研磨装置1により研磨加工中の評価体50(ウェーハ)の研磨状態を評価して、片面研磨装置1の性能を評価するためのシステムである。

0026

〔評価体〕
まず、評価体50について説明する。
図1および図2に示すように、評価体50は、ダミーウェーハ51と、ダミーウェーハ51の非研磨面51Aに配置された複数のひずみゲージ52および複数の熱電対53と、パッド54とを備えている。ひずみゲージ52は樹脂ベースの上に格子状の抵抗線またはフォトエッチングした抵抗箔を形成し、引きだし線を取り付けた構造のものである。各々のひずみゲージ52および熱電対53は、センサーSを構成し、互いに隣接して配置されている。

0027

ダミーウェーハ51は、円板状の部材であり、製品となるウェーハと略同形状のウェーハである。評価システム100では、ダミーウェーハ51の研磨面51Bを研磨加工しながらダミーウェーハ51にかかる面圧、およびダミーウェーハ51の温度(測定値)の測定を行う。
ダミーウェーハ51は、製品となるウェーハを用いてもよいし、例えば、熱膨張率などを製品となるウェーハと同じにしたウェーハと同形状の部材を用いてもよい。また、ダミーウェーハ51の形状は、製品となるウェーハと概ね近い形状とすることが好ましい。

0028

複数のセンサーSは、ダミーウェーハ51の非研磨面51Aの所定位置に接着剤を介して貼り付けられている。複数のセンサーSは、ダミーウェーハ51上の複数箇所、例えば、本実施形態では4箇所に配置されている。
本実施形態の評価体50は、ダミーウェーハ51の中心に配置された第1のセンサーS1と、ダミーウェーハ51の外周近傍に配置された第2のセンサーS2と、第1のセンサーS1と第2のセンサーS2との間に配置された第3のセンサーS3と、ダミーウェーハ51の外周近傍に配置され、第2のセンサーS2に対してダミーウェーハ51の中心を基準に90°ずれた位置に配置された第4のセンサーS4と、を有している。
複数のセンサーSをこのように配置することで、ウェーハ中心から外周近傍まで、様々な位置を同時に測定することができる。

0029

各々のセンサーSは配線55を有しており、これらの配線55は纏められてダミーウェーハ51上から引き出されている。
センサーSおよび配線55は、防水用のコーティング56により覆われている。コーティング56としては、例えば、エポキシ樹脂ゴムなどを用いたコーティングを採用することができる。

0030

センサーSおよび配線55がコーティング56により覆われていることによって、液体によりセンサーSに不具合が生じたり、接着が劣化したりするのを防止することができる。また、例えば外部からの接触からセンサーSを保護することができる。

0031

パッド54は、ダミーウェーハ51の非研磨面51A上におけるひずみゲージ52、熱電対53、配線55以外の部位に設けられている。パッド54は複数の同一形状のパッド片54Aからなり、ダミーウェーハ51の非研磨面51Aに貼り付けられた板状部材である。パッド54は、変形可能な多孔質の材料(例えば、ウレタン発砲層)で形成されている。すなわち、パッド54は、外部からの圧力により変形する。本実施形態のパッド54は、ダミーウェーハ51の研磨時において、その厚みが小さくなるように変形する。
パッド54を形成するための材料としては、ウレタン発砲層に限ることなく、変形可能な多孔質の材料を適宜使用することができる。例えば、パッド54を形成するための材料として発泡シリコーン樹脂などの他の樹脂製層を採用してもよい。
パッド片54Aの厚さは、センサーSの厚さよりも厚く、コーティング56に覆われたセンサーSと略同一かやや薄い。パッド片54Aは、評価体50の研磨中に、バッキングパッド34がコーティング56に僅かに接触するような厚さに形成されている。

0032

各々のパッド片54Aは、例えば、略1/4円形の扇形をなし、各々のパッド片51A間に隙間を開けて、外周部がダミーウェーハ51の外周に沿うように配置されている。センサーSは、周方向に隣り合うパッド片54Aの間に配置されている。
パッド片54Aにおける扇形の直線部54Bであって、センサーSの取付箇所の周囲には、逃げ部54Cが形成されている。逃げ部54Cは、直線部54Bからパッド片54Aの内側に凹むように形成されている。

0033

複数の同一形状の扇形のパッド片54Aを使用し、隣り合うパッド片54Aの間にセンサーSを配置することで、より低コストで複数のセンサーSを配置することができる。
また、パッド片54Aに逃げ部54Cが形成されていることによって、隣り合うパッド片54A間の隙間を小さくしながら、センサーSの取付箇所の周囲のダミーウェーハ51の露出部位を大きくすることができる。これにより、センサーSの取付箇所の位置ずれ許容することができ、評価体50の製造を容易とすることができる。

0034

〔評価体の製造方法〕
次に、評価体50の製造方法について、主に図3を参照して説明する。
評価体50の製造方法は、用意工程と、第1マスキング貼付工程と、下地処理工程と、洗浄工程と、接着剤塗布工程と、センサー取付工程と、圧着工程と、第1マスキング除去工程と、第2マスキング貼付工程と、コーティング工程と、第2マスキング除去工程と、パッド貼付工程と、を有する。
評価体50の製造方法では、ダミーウェーハ51にセンサーSを接着した後、接着されたセンサーSをコーティングし、最後にパッド片54Aを貼り付ける。

0035

図3(a)に示すように、用意工程は、ダミーウェーハ51を用意する工程である。上述したように、ダミーウェーハ51は、製品となるウェーハであってよい。
図3(b)に示すように、第1マスキング貼付工程は、ダミーウェーハ51の非研磨面51A上におけるセンサーSの取付箇所R1以外の箇所の少なくとも一部をマスキングする工程である。具体的には、センサーSの取付箇所R1の周囲にマスキングテープM1を貼り付ける。マスキングを行うことによって、センサーSの取付箇所R1以外の箇所が、後述する下地処理工程で研磨されるのを防止することができる。

0036

図3(c)に示すように、下地処理工程は、センサーSの取付箇所R1の表面粗さを粗くする工程である。具体的には、耐水研磨紙P(紙ヤスリ粒度120〜240)で、センサーSの取付箇所R1を研磨することによって、ダミーウェーハ51の表面に細かい凹凸を形成する。

0037

図3(d)に示すように、洗浄工程は、下地処理工程にて下地処理を行ったセンサーSの取付箇所R1を洗浄する工程である。具体的には、アセトンなどの溶剤Lを取付箇所R1に噴霧した後、ウエスなどで拭って、下地処理工程において生じた粉体を除去する。

0038

図3(e)に示すように、接着剤塗布工程は、取付箇所R1に接着剤Aを塗布する工程である。接着剤Aとしては、二液性エポキシ樹脂接着剤が好ましいが、センサーSを確実に固定できればこれに限ることはない。二液性エポキシ樹脂接着剤を使用することによって、自然乾燥による接着が可能となり、加熱(強制乾燥設備が不要となる。

0039

図3(f)に示すように、センサー取付工程は、取付箇所R1にセンサーSを取り付ける工程である。また、センサー取付工程では、センサーSからの複数の配線55が一本の線を描くように配置されるように纏める。
図3(g)に示すように、圧着工程は、配置されたセンサーSを接着剤Aに対して圧着する工程である。具体的には、ブロック状の重量物CをセンサーS上に載置し、次いで、重量物CをセンサーSに押し付けた状態でテープTなどを用いて重量物Cを固定し、例えば、約24時間自然乾燥を行う。これにより、センサーSがダミーウェーハ51上に接着される。

0040

図3(h)に示すように、第1マスキング除去工程は、第1マスキング貼付工程で貼り付けたマスキングテープM1を除去する工程である。
図3(i)に示すように、第2マスキング貼付工程は、コーティング56の塗布箇所R2以外の箇所の少なくとも一部を、マスキングテープM2でマスキングする工程である。

0041

図3(j)に示すように、コーティング工程は、センサーSをコーティング56で覆う工程である。上述したように、コーティング56としては、例えば、エポキシ樹脂やゴムなどを用いたコーティングを採用することができる。

0042

図3(k)に示すように、第2マスキング除去工程は、第2マスキング貼付工程で貼り付けたマスキングテープM2を除去する工程である。
図3(l)に示すように、パッド貼付工程は、別途製造されたパッド片54Aをダミーウェーハ51の非研磨面51Aに貼り付ける工程である。なお、パッド貼付工程は、第1マスキング貼付工程よりも前に実施してもよい。

0043

〔片面研磨装置〕
次に、片面研磨装置1の構成について説明する。
図4および図5に示すように、片面研磨装置1は、定盤10と、定盤駆動手段20と、複数の研磨ヘッド30と、複数のヘッド駆動手段40とを備えている。

0044

定盤10は、円板状に形成されている。定盤10の上面には、研磨パッド11が設けられている。
定盤駆動手段20は、定盤10の下面に接続された定盤回転軸部材21を回転させる駆動源である。

0045

研磨ヘッド30は、シャフト31と、回転フレーム32と、リテーナリング33と、バッキングパッド34とを備えている。
回転フレーム32は、略円板状に形成されている。回転フレーム32の上面の中心は、シャフト31の下端に接続されている。

0046

リテーナリング33は、リング状に形成されている。リテーナリング33の軸方向の上端は、回転フレーム32の下面の外周部に接続されている。

0047

回転フレーム32は、その下面に固定されたバッキングパッド34を介して、ウェーハを保持する。
バッキングパッド34は、片面研磨装置1における評価体50が保持される面に配置されている。バッキングパッド34は、直径が回転フレーム32の下面の直径と略等しい円板状に形成されている。バッキングパッド34は、図示しない多孔質の材料(例えば、ウレタン発砲層)で形成され、水吸着によりウェーハを保持する。

0048

各々のヘッド駆動手段40は、1体の研磨ヘッド30のシャフト31を回転させる。複数のヘッド駆動手段40は、1個の支持体41で支持されている。支持体41は、図示しない支持体移動手段の駆動によって昇降する。

0049

〔評価システム〕
次に、片面研磨装置1によってウェーハが研磨される際の研磨状態を評価する評価システム100について説明する。
評価システム100は、ウェーハの代わりに回転フレーム32に保持されて研磨される評価体50と、送信機60と、受信機61とを有する。

0050

評価体50は、ダミーウェーハ51と、センサーSとを備えている。センサーSは、ダミーウェーハ51の非研磨面(回転フレーム32に保持された際に研磨パッド11によって研磨されない面)に配置されている。センサーSは、ダミーウェーハ51にかかる面圧を測定するひずみゲージ52と、ダミーウェーハ51の温度を測定する熱電対53(図1参照)とを有している。

0051

なお、ダミーウェーハ51にかかる面圧とは、ダミーウェーハ51とバッキングパッド34との間の接触圧力であり、本実施形態では、ダミーウェーハ51とバッキングパッド34との間に配置されたひずみゲージが押し潰される際の電気抵抗の変化から測定している。ひずみゲージを押し潰して、測定された電気抵抗から接触圧力を測定する技術については、「門脇義次、他4名、『ひずみゲージによる接触圧力の測定法』、田高専研究紀要第17号、昭和56年10月31日」に記載されている。

0052

送信機60は、研磨ヘッド30の回転フレーム32上に固定されている。すなわち、送信機60は、研磨ヘッド30の回転に伴い評価体50と共に回転する。送信機60は、配線55を介してセンサーSと接続されている。送信機60は、センサーSによって測定された電気信号を無線電気通信を用いて送信する装置である。
受信機61は、送信機60から送信された電気信号を受信する装置である。受信機61は、片面研磨装置1とは独立して配置されている。受信機61は、例えば、無線電気通信機能を有するコンピューターであり、測定値を表示するディスプレイを有している。なお、受信機61は、片面研磨装置1における非回転部に配置してもよい。

0053

〔評価システムを使用した評価方法〕
次に、本実施形態の評価システム100を使用して片面研磨装置1により研磨加工中のウェーハの研磨状態を測定する評価方法について説明する。
評価方法は、評価体製造工程と、評価体取付工程と、研磨工程と、送信工程と、受信工程と、分析工程とを有する。

0054

評価体製造工程は、上記評価体の製造方法を用いて評価体50を製造する工程である。
評価体取付工程は、片面研磨装置1に評価体50をダミーウェーハ51の非研磨面51Aとは反対側の研磨面51Bが研磨されるように取り付ける工程である。評価体50は、水吸着により保持される。

0055

研磨工程は、取り付けられた評価体50のダミーウェーハ51を研磨する工程である。研磨工程では、評価体50は、通常のウェーハと同じ研磨条件で研磨される。
具体的には、図示しないスラリー供給手段によって、研磨スラリーPSを定盤10の研磨パッド11上に供給する。そして、評価体50を保持した研磨ヘッド30をヘッド駆動手段40の駆動によって回転させながら下降させ、定盤駆動手段20の駆動によって回転している定盤10の研磨パッド11上に評価体50のダミーウェーハ51を接触させることでダミーウェーハ51の研磨が開始される。
このとき、定盤10および回転フレーム32からの圧力により、ダミーウェーハ51とバッキングパッド34との間に接触圧力が生じ、ひずみゲージ52が押し潰されることでダミーウェーハ51にかかる面圧が測定される。また、熱電対53によりダミーウェーハ51の温度が測定される。

0056

このとき、評価体50に設けられているパッド54が変形することで、センサーSに研磨時の圧力が十分にかかり、測定精度を向上させることができる。一方で、パッド54が設けられていることによって、センサーSおよびこれらの配線55を保護することができる。さらに、配線55やセンサーSの厚みが測定に与える影響を低減することができる。

0057

送信工程は、ひずみゲージ52によって測定されたダミーウェーハ51にかかる面圧、および熱電対53によって測定されたダミーウェーハ51の温度を送信機60から無線電気通信により送信する工程である。この際、送信機60は、研磨ヘッド30の回転に伴い回転している。
受信工程は、送信機60から送信された面圧および温度に関する電気信号を受信機61により受信する工程である。

0058

分析工程は、測定されたダミーウェーハ51にかかる面圧およびダミーウェーハ51の温度に基づき、分析を行う工程である。分析工程では、ダミーウェーハ51にかかる面圧およびダミーウェーハ51の温度が受信機61のディスプレイに表示される。評価者は、表示された測定値に基づいて片面研磨装置1の動的性能を評価する。評価方法はこれに限ることはなく、面圧や温度の閾値を設定し、自動的に研磨状態の良否判別するなどしてもよい。

0059

図6に、本実施形態の評価システム100を使用して取得したダミーウェーハ51にかかる面圧およびダミーウェーハ51の温度の測定結果を示す。図6のグラフの横軸は時間であり、縦軸のうち左側の軸はダミーウェーハ51の温度(℃)であり、縦軸のうち右側の軸はダミーウェーハ51にかかる面圧である。
図6に示すグラフから、ダミーウェーハ51にかかる面圧、およびダミーウェーハ51の温度の推移がわかる。特に、図1に示すように、複数箇所にセンサーSが配置されていることによって、面圧分布と温度分布を把握することができる。また、ダミーウェーハ51にかかる面圧の変化に対応して、ダミーウェーハ51の温度が変化することなどがわかる。なお、面圧の測定値については、各配置箇所間の相対的な差が把握できれば良い。
評価者は、図6のグラフに示される結果などを元に、例えば、各配置箇所間の面圧差、および温度差が均一となるように、片面研磨装置1の各構成要素の制御方法などを検討することができる。

0060

上記実施形態によれば、ひずみゲージ52を用いて研磨中のウェーハにかかる面圧を測定することができ、熱電対53を用いて研磨中のウェーハの温度を測定するができる。これにより、ウェーハにかかる面圧に加えてウェーハの温度の観点から研磨状態を解析し、精度良く片面研磨装置1の性能を評価することができる。

0061

また、上述したように、変形可能なパッド54を設けることによって、センサーSにかかる圧力を十分に伝達することができ、測定精度を向上させることができる。また、センサーS、およびセンサーSの配線55を保護することができる。さらに、配線55やセンサーSの厚みが測定に与える影響を低減することができる。
また、パッド54を形成する材料が多孔質であることによって、より変形性が増し、測定精度をさらに向上させることができる。

0062

また、センサーSをダミーウェーハ51の非研磨面51Aに配置することによって、センサーSが研磨されることがなくなるため、センサーSを繰り返し使用することができる。これにより、低コストで片面研磨装置1の性能を評価することができる。

0063

また、研磨ヘッド30とともに回転する送信機60から無線電気通信で測定値を送信することによって、受信機61の配置の自由度を高めながらリアルタイムに測定値を確認することができる。

0064

また、接着剤Aを介してセンサーSを取り付ける際に、ダミーウェーハ51の表面を粗くして凹凸を形成することによって、接着剤Aを塗布した際に接着剤Aが凹凸に入り込む。これにより、接着力の向上が図られ、確実にセンサーSを取り付けることができる。

0065

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、各種の変形例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、上記実施形態では、センサーSをひずみゲージ52および熱電対53としたがこれに限ることはなく、研磨試験により有用なデータを測定することができれば、他のセンサー、例えば、ピエゾ式圧力センサーやIC温度センサーなどを採用することもできる。
また、上記実施形態では、パッド片54Aは、扇形をなしているがこれに限ることはなく、例えば、複数の円形のパッド片54Aをダミーウェーハ51の非研磨面51Aに貼り付ける構成としてもよい。

0066

また、複数のセンサーSの数および配置は、上述した配置に限ることはなく、要求される精度などに応じて適宜変更することができる。また、ひずみゲージ52および熱電対53は、必ずしも隣接させなくてもよい。
また、コーティング56は、接着剤Aによる接着で十分にセンサーSが固定され、また、センサーSの防水が不要である場合などは省略することができる。

0067

1…片面研磨装置、10…定盤、11…研磨パッド、30…研磨ヘッド、33…リテーナリング、34…バッキングパッド、40…ヘッド駆動手段、41…支持体、50…評価体、51…ダミーウェーハ、51A…非研磨面、52…ひずみゲージ、53…熱電対、54…パッド54A…パッド片、55…配線、56…コーティング、60…送信機、61…受信機、100…評価システム、S…センサー。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • プレシジョン サーファシング ソリューションズ ゲーエムベーハーの「 ワイヤソー」が 公開されました。( 2021/01/07)

    【課題・解決手段】本発明は、切削ワイヤ(6)から形成される切削領域(5)を支持するためのワイヤガイドローラ(13,14)が配置される第1区画(1)と、切削ワイヤ(6)を多数巻きで少なくとも一時的に保管... 詳細

  • 株式会社荏原製作所の「 液体供給装置の液抜き方法、液体供給装置」が 公開されました。( 2021/01/07)

    【課題】液体供給装置の液抜き作業を改善する技術を提供する。【解決手段】液体供給装置の配管の液抜き方法であって、液体供給装置の配管を分割することなく、配管に不活性ガスを流通させて配管内を乾燥する工程と、... 詳細

  • 株式会社ディスコの「 ドレッシング方法」が 公開されました。( 2021/01/07)

    【課題】ドレッシングにおける研削砥石の過剰な磨耗を防ぐ。【解決手段】円環状の研削ホイールの下面側に設けられた研削砥石をドレッシングするドレッシング方法であって、保持テーブルの保持面でドレッサーボードを... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ