(57)【要約】      （修正有）【課題】研磨パッドは非透明な材質から形成されている。非透明な研磨パッドを定盤に取り付けると、貫通孔を介して露出している部分を除き、定盤のほとんどの部分が研磨パッドによって覆い隠される。複数のセンサ部を配した研磨装置における、研磨パッドを位置合わせを容易にする。【解決手段】研磨パッド１５０は、液封式光学センサ１２０を備える基板研磨装置１００のための研磨パッド１５０であって、研磨パッド１５０は、透明窓１５２であって、その中央に液封式光学センサ１２０のセンシング光を通過させるための貫通孔１５１が設けられている、透明窓１５２を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液封式光学センサを備える基板研磨装置のための研磨パッドであって、前記研磨パッドは、
透明窓であって、その中央に前記液封式光学センサのセンシング光を通過させるための貫通孔が設けられている、透明窓
を備える、研磨パッド。
【請求項２】
請求項１に記載の研磨パッドであって、
前記透明窓を少なくとも２つ備え、
第１の透明窓と前記研磨パッドの中央との距離は、第２の透明窓と前記研磨パッドの中央との距離と異なる、
研磨パッド。
【請求項３】
請求項１に記載の研磨パッドであって、
前記透明窓を少なくとも２つ備え、
第１の透明窓と前記研磨パッドの中央との間の距離は、第２の透明窓と前記研磨パッドの中央との間の距離と同一である、
研磨パッド。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の研磨パッドと、
前記研磨パッドを取り付けるための研磨テーブルと、
前記研磨テーブルに対向するように設けられた、基板を取り付けるための研磨ヘッドと、
前記研磨テーブルに設けられた、前記基板の研磨の進行を測定するための液封式光学センサと、
を備える、基板研磨装置。
【請求項５】
請求項４に記載の基板研磨装置であって、
前記研磨テーブルに封止液体供給路が設けられており、
前記封止液体供給路と前記貫通孔とが連通するように前記透明窓が設けられている、
基板研磨装置。
【請求項６】
請求項５に記載の基板研磨装置であって、
前記研磨テーブルに封止液体排出路がさらに設けられており、
前記封止液体供給路および前記封止液体排出路と前記貫通孔とが連通するように前記透明窓が設けられている、
基板研磨装置。
【請求項７】
請求項４から６のいずれか一項に記載の基板研磨装置であって、
前記研磨テーブルの上面に設けられた、前記研磨パッドと前記研磨テーブルの位置合わせに用いられるアライメントマークを備え、
前記アライメントマークの少なくとも一部は、前記透明窓の直下に位置するように構成されている、
基板研磨装置。
【請求項８】
請求項７に記載の基板研磨装置であって、
前記アライメントマークは、
前記透明窓の外縁に対応する第１のマークと、
前記貫通孔の外縁に対応する第２のマークと、
を有する、基板研磨装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の基板研磨装置であって、
前記貫通孔は楕円形であり、
前記アライメントマークは、前記貫通孔の長軸および短軸に対応する十字形の第３のマークを備える、基板研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板研磨装置のための研磨パッドおよび当該研磨パッドを備える基板研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、研磨テーブル（定盤とも称される）の下面に設けられたセンサにより研磨の進行を測定することができる基板研磨装置が知られている。たとえば特許文献１（特開２００３−１９７５８７号公報）には、回転可能な定盤と、定盤上の研磨材（以下では「研磨パッド」という）に向けて基板を押し付ける基板支持体と、定盤の下方に設置された液封式のセンサ部と、を備える基板研磨装置が開示されている（図１）。
【０００３】
センサから照射される照射光および封止液体が定盤の内部を通過できるように、特許文献１の定盤には給液孔が設けられている。給液孔と同様に、特許文献１の研磨パッドには貫通孔が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１９７５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の装置において、給液孔と貫通孔の位置がずれている場合、基板の近くにおける封止液体の流れが乱され得る。封止液体の流れが乱されると、センサ部の性能が悪化し得ると考えられる。したがって、特許文献１では、研磨パッドが定盤に対して精度よく位置合わせされることが好ましい。
【０００６】
一般的に、研磨パッドは非透明な材質から形成されている。非透明な研磨パッドを定盤に取り付けると、貫通孔を介して露出している部分を除き、定盤のほとんどの部分が研磨パッドによって覆い隠されることになる。したがって、給液孔の位置を目視しながら研磨パッドを位置合わせすることは困難であった。さらに、近年では、基板の大型化が進行している。基板の大型化に伴い、定盤および研磨パッドも大型化する傾向にある。大型の定盤に大型の研磨パッドを取り付けること、および、大型の研磨パッドを位置合わせすることは困難である。また、特許文献１ではセンサ部が１つのみ設けられている構成を前提としている。しかし、研磨装置の中には、センサ部を複数有する装置が存在する。センサ部が複数存在する場合、研磨パッドの位置合わせに多大な労力が必要であった。よって、研磨パッドの位置合わせを容易にすることが求められている。
【０００７】
そこで本願は、上記の課題のうち少なくとも一部を解決するために、新たな構成の研磨パッド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】
【０００８】
本願は、一実施形態として、液封式光学センサを備える基板研磨装置のための研磨パッドであって、研磨パッドは、透明窓であって、その中央に液封式光学センサのセンシング光を通過させるための貫通孔が設けられている、透明窓を備える、研磨パッドを開示する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】基板研磨装置の正面断面図である。
【図２】研磨パッドが取り付けられた研磨テーブルの上面図である。
【図３】研磨テーブルの上面図である。
【図４】アライメントマークの拡大図である。
【図５Ａ】図５は、研磨パッドが張り付けられた研磨テーブルの一部分の上面図である。図５Ａは研磨パッド１５０が正しく位置合わせされていない場合の図である。
【図５Ｂ】図５は、研磨パッドが張り付けられた研磨テーブルの一部分の上面図である。図５Ｂは研磨パッド１５０が正しく位置合わせされている場合の図である。
【図６】インジケータを有する研磨テーブルの上面図である。
【図７Ａ】図７は、透明窓を介して、図６の左側に位置するインジケータを観察した様子を示す図である。図７Ａは透明窓が劣化していない場合の図である。
【図７Ｂ】図７は、透明窓を介して、図６の左側に位置するインジケータを観察した様子を示す図である。図７Ｂは透明窓が劣化している場合の図である。
【図８Ａ】図８は、透明窓を介して、図６の右側に位置するインジケータを観察した様子を示す図である。図８Ａは透明窓が劣化していない場合の図である。
【図８Ｂ】図８は、透明窓を介して、図６の右側に位置するインジケータを観察した様子を示す図である。図８Ｂは透明窓が劣化している場合の図である。
【図９】同一の円周上に設けられた２つの透明窓を有する研磨パッド１５０を示す図である。
【図１０】封止液体排出路が設けられていない研磨テーブルを用いた場合の基板研磨装置の正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜＜第１実施形態＞＞
＜基板研磨装置１００の概要について＞
図１は第１実施形態にかかる基板研磨装置１００の正面断面図である。図２は研磨パッド１５０が取り付けられた研磨テーブル１１０の上面図である。ただし、本願において用いられる図面は模式図である。各図面に表わされた要素の寸法、形状、位置などは、実際の装置の寸法、形状、位置などと必ずしも一致しない。たとえば、図２における研磨パッド１５０と透明窓１５２の直径比はおよそ５：１である。しかし、実際に本発明を具現化するにあたり、研磨パッド１５０と透明窓１５２の直径比は１０：１、２０：１、５０：１または１００：１程度であってもよい。もちろん、明示した直径比以外の直径比であってもよい。いくつかの図面に示されている「ＰＡＤ」および「ＴＡＢＬＥ」という文字は研磨パッド１５０の上面と研磨テーブル１１０の上面を区別するための文字である。すなわち、図面中の「ＰＡＤ」および「ＴＡＢＬＥ」という文字は基板研磨装置１００の要素ではない。また、本明細書に添付される図面においては、上面図によって示される構成と、断面図によって示される構成とに差異がある場合がある。たとえば図２では封止液体供給路１１１と封止液体排出路１１２は研磨テーブル１１０の周方向（研磨パッド１５０の周方向）に並んでいるが、図１では封止液体供給路１１１と封止液体排出路１１２は研磨テーブル１１０の径方向に並んでいる。この差異は図示の都合によって生じた差異に過ぎない。本明細書によって開示される思想を具現化するとき、封止液体供給路１１１と封止液体排出路１１２は研磨テーブル１１０の周方向に並んでいてもよく、径方向に並んでいてもよい。なお、封止液体供給路１１１と封止液体排出路１１２の位置関係は、図示された位置関係に限られないことに留意されたい。
【００１１】
本実施形態にかかる基板研磨装置１００はＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学機械研磨）装置である。研磨テーブルの下面から検出器により研磨の進行を測定する装置であれば、基板研磨装置１００はＣＭＰ装置以外の装置であってもよい。基板研磨装置１００は、研磨テーブル１１０と、液封式の光学センサ１２０と、研磨ヘッド１３０と
、研磨液供給機構１４０とを備える。研磨テーブル１１０の上面には研磨パッド１５０が着脱可能に取り付けられている。研磨ヘッド１３０の下面には基板１３１が着脱可能に取り付けられている。
【００１２】
＜研磨テーブル１１０について＞
研磨テーブル１１０はモータ（図示せず）などによって少なくとも一方向に回転可能に構成される。基板研磨装置１００の形式によっては、研磨テーブル１１０は回転可能でなくともよい。研磨テーブル１１０には封止液体供給路１１１と封止液体排出路１１２が設けられている。封止液体供給路１１１は、研磨テーブル１１０の上面に配置される研磨パッド１５０の貫通孔１５１に封止液体を供給するために設けられている（貫通孔１５１については後述）。封止液体排出路１１２は、貫通孔１５１から封止液体を排出するために設けられている。
【００１３】
封止液体供給路１１１は封止液体源１１３に接続されている。封止液体源１１３の個数に限定は無い。封止液体源１１３は基板研磨装置１００の一要素であってもよい。基板研磨装置１００とは別個独立した封止液体源１１３が用いられてもよい。封止液体は例えば純水である。しかし、封止液体は他の液体であってもよい。光学センサ１２０のセンシング光は封止液体の中を進む。したがって、封止液体は、少なくともセンシング光の波長領域において実質的に透明であることが好ましい。なお、「センシング光」とは「光学センサ１２０から基板１３１に向かって進む照射光」および「基板１３１から光学センサ１２０に向かって進む反射光」を指す。
【００１４】
封止液体の少なくとも一部は、センシング光の光路に供給された後、封止液体排出路１１２を介して研磨テーブル１１０の外部へ排出される。研磨テーブル１１０の外部へ排出された封止液体は、図１に示されるように封止液体源１１３に戻されてもよい。封止液体は、封止液体源１１３に戻されることなく廃棄されてもよい。封止液体供給路１１１および封止液体排出路１１２と、封止液体源１１３とは、ロータリジョイント１１４により接続されてよい。
【００１５】
後述するように、本実施形態では光学センサ１２０が二つ設けられている。したがって、図１の封止液体供給路１１１は２本の経路に分岐するように構成されており、光学センサ１２０のそれぞれに封止液体を供給する。同様に、図１の封止液体排出路１１２は２本の経路が合流するように構成されている。ただし、図示した構成以外の構成を採用することも可能である。たとえば、２つの光学センサ１２０のそれぞれのために、２つの独立した封止液体供給路１１１および２つの独立した封止液体排出路１１２が設けられていてもよい。
【００１６】
なお、図１０に示すように、封止液体排出路１１２は研磨テーブル１１０に設けられていなくともよい。この場合、封止液体のほとんどすべては、貫通孔１５１を通過して研磨パッド１５０上に排出されることとなる（ただし、漏れ、逆流などはないものとする）。なお、前述のとおり、実際の装置における研磨パッド１５０と透明窓１５２の直径比は１０：１、２０：１、５０：１または１００：１程度であってもよいから、封止液体が研磨パッド１５０上に排出されることにより基板研磨装置１００の性能が大きく低下することはほぼないと考えられる。封止液体供給路１１１および１１２の双方を有する経路と、封止液体供給路１１１のみを有する経路とが混在していてもよい。
【００１７】
＜光学センサ１２０について＞
光学センサ１２０は、基板１３１の研磨の進行を測定するセンサである。具体的には、光学センサ１２０は、光を基板１３１の研磨面に照射し、反射光の光学的特性を測定する。反射光の光学的特性は基板１３１の研磨面の状態によって変化し得るので、反射光の光
学的特性を測定することによって研磨の進行を測定することができる。光学センサ１２０は基板１３１の研磨量を測定するセンサであってよい。光学センサ１２０は基板１３１の研磨の終点を検知するセンサであってもよい。
【００１８】
本実施形態にかかる基板研磨装置１００は２つの光学センサ１２０を有する。より具体的には、１つの光学センサ１２０は研磨テーブル１１０の中央付近に設けられており、他の光学センサ１２０は研磨テーブル１１０のエッジ付近に設けられている。光学センサ１２０と研磨テーブル１１０の回転軸との距離により、基板１３１のどの領域が測定されるかが決定される。換言すれば、基板１３１の測定される領域は、光学センサ１２０と研磨テーブル１１０の回転軸との距離に依存する。図１に示された例では、基板１３１が研磨されている間の、研磨テーブル１１０の中央付近に設けられた光学センサ１２０の軌道は、基板１３１の中央付近を通るように構成されている。同様に、研磨テーブル１１０のエッジ付近に設けられた光学センサ１２０の軌道は、基板１３１のエッジ付近を通るように構成されている。このように光学センサ１２０を配置することによって、基板１３１の中央付近の研磨量およびエッジ付近の研磨量の双方を測定することが可能になる。ただし、基板研磨装置１００の具体的な構成、基板研磨装置１００の部品の形状および配置ならびに基板１３１の形状および配置などによって基板研磨装置１００の具体的な挙動は変わるため、上記の説明は一例に過ぎない。なお、「光学センサ１２０の軌道」をより正確に表現するならば、「光学センサ１２０のうちもっとも基板１３１に近い部分の軌道」、「光学センサ１２０のために設けられた研磨テーブル１１０上の開口（封止液体供給路１１１、封止液体排出路１１２および／または後述する開口６１０）の軌道」、「光学センサ１２０のうち照射光用光ファイバ１２２および／または反射光用光ファイバ１２３の軌道」、「光学センサ１２０から照射される光が基板１３１の位置する面と交差する位置の軌道」などに言い換えることができる。光学センサ１２０の個数および配置は例示であり、他の構成が採用されてもよい。たとえば、同一の円周上に複数の光学センサ１２０を設けることで、ある特定の領域における基板１３１の測定頻度を増加させることも可能である。たとえば、光学センサ１２０の個数は１つであってもよく、３つ以上であってもよい。
【００１９】
光学センサ１２０は、センサ本体１２１と、照射光用光ファイバ１２２と、反射光用光ファイバ１２３とを備える。図示の便宜のため、図２では照射光用光ファイバ１２２および反射光用光ファイバ１２３が黒く塗りつぶされて示されている。本実施形態では、研磨テーブル１１０の下部にセンサ本体１２１が設けられている。センサ本体１２１は、照射光用光ファイバ１２２に向かって光を照射するための光源（図示せず）と、反射光用光ファイバ１２３を通過した反射光を測定するためのフォトディテクタ（図示せず）を備える。
【００２０】
照射光用光ファイバ１２２および反射光用光ファイバ１２３は、センサ本体１２１から延びている。照射光用光ファイバ１２２および反射光用光ファイバ１２３は、研磨テーブル１１０の下部から研磨テーブル１１０の上方に向かって延び、封止液体供給路１１１の内部に達している。封止液体供給路１１１はセンサ本体１２１から延びる光ファイバ（照射光用光ファイバ１２２および反射光用光ファイバ１２３）を通過させるための開口であると表現することもできる。照射光用光ファイバ１２２および反射光用光ファイバ１２３が研磨パッド１５０の上面から突出しない限り、かつ、光学センサ１２０による測定が可能である限り、照射光用光ファイバ１２２および反射光用光ファイバ１２３の上端の位置は任意であってよい。典型的には、照射光用光ファイバ１２２および反射光用光ファイバ１２３の上端の位置は、研磨テーブル１１０の上面よりわずかに低い位置である。
【００２１】
センサ本体１２１に電力を供給するため、および、センサ本体１２１からの信号を伝送するために、配線（図示せず）が設けられていてもよい。配線はロータリジョイント（ロータリジョイント１１４であってもよく、他のロータリジョイントであってもよい）を介
してセンサ本体１２１に接続されていてもよい。センサ本体１２１からの信号は制御部（図示せず）により受け取られてもよい。無線伝送技術などを採用することにより、配線を設けることを省略することもできる。センサ本体１２１から「基板１３１が所定量研磨された」または「基板１３１の研磨が終点に達した」という信号を受け取った制御部は、以下の（１）〜（４）の少なくとも１つのステップを実行するよう基板研磨装置１００を制御することにより、基板１３１の研磨を中止してよい。（１）研磨ヘッド１３０を上昇する、（２）研磨ヘッド１３０の回転を停止する、（３）研磨テーブル１１０の回転を停止する、および（４）研磨液供給機構１４０からの研磨液の供給を停止する。
【００２２】
＜研磨ヘッド１３０について＞
研磨ヘッド１３０は研磨テーブル１１０に対向するように、研磨テーブル１１０の上方に設けられている。研磨ヘッド１３０の下面には基板１３１が着脱可能に取り付けられている。研磨ヘッド１３０はモータ（図示せず）などによって少なくとも一方向、好ましくは研磨テーブル１１０の回転方向と同一方向に回転可能に構成される。研磨ヘッド１３０は上下動機構（図示せず）などによって上下動可能に構成される。上下動機構により研磨ヘッド１３０が下降させられると、基板１３１が研磨パッド１５０に押し付けられる。基板１３１が研磨パッド１５０に押し付けられた状態で研磨ヘッド１３０および研磨テーブル１１０のどちらか一方、好ましくは双方が回転すると、基板１３１が研磨される。
【００２３】
＜研磨液供給機構１４０について＞
研磨液供給機構１４０は研磨テーブル１１０の上方に設けられている。研磨液供給機構１４０の先端はノズル状になっており、研磨液（スラリ）などを研磨パッド１５０に向けて供給することが可能である。研磨液供給機構１４０は研磨液に限らず、洗浄液および／または薬液を供給可能であってもよい。本実施形態の構成とは異なり、研磨テーブル１１０の下面から研磨液を供給する構成または研磨ヘッド１３０の内部から研磨液を供給する構成などが採用されてもよい。
【００２４】
＜研磨パッド１５０について＞
研磨パッド１５０は研磨テーブル１１０の上面に取り付けられた板状の部材である。なお、研磨パッド１５０の材質および厚みなどによっては、研磨パッド１５０は「布状の部材」と表現される場合もある。一般的には、研磨パッド１５０は不透明な材質（たとえば発泡ポリウレタン）から形成される。
【００２５】
センシング光および封止液体を通過させるため、研磨パッド１５０には貫通孔１５１が必要になる。研磨パッド１５０に開口が設けられている場合、開口が封止液体供給路１１１などの上部に位置するよう、研磨パッド１５０の位置決めが必要になる。しかし、一般的には研磨パッド１５０は非透明であるので、封止液体供給路１１１および封止液体排出路１１２の位置を目視しながら研磨パッド１５０を位置合わせすることは困難であった。なお、「研磨パッド１５０を位置合わせすること」は「研磨パッド１５０の取り付け位置および／または取り付け角度を調整すること」と読み替えられてもよい。
【００２６】
そこで、本実施形態にかかる研磨パッド１５０には透明窓１５２が設けられている。好ましくは、透明窓１５２は少なくとも可視光の波長領域において実質的に透明である。透明窓１５２の材質として、たとえばポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリウレタン樹脂およびポリエステル樹脂などが挙げられる。透明窓１５２の中央には貫通孔１５１が設けられている。「貫通孔１５１の周囲に環状の透明窓１５２が設けられている」と表現することもできる。ただし、ここでの「環状」という用語は円環のみならず角環などをも意味する用語である。図２に示されているとおり、貫通孔１５１の形状は楕円形である。しかし、貫通孔１５１は円形でもよく、角形でもよい。研磨パッド１５０が研磨テーブル１１０に正しく取り付けられた場合に、貫通孔
１５１は封止液体供給路１１１および封止液体排出路１１２と連通する。前述のとおり、本実施形態の基板研磨装置１００は光学センサ１２０を２つ有する。本実施形態では、光学センサ１２０の数に対応するよう、封止液体供給路１１１および封止液体排出路１１２の組の数は２組である。さらに、封止液体供給路１１１および封止液体排出路１１２の数に対応するよう、本実施形態の研磨パッド１５０には２つの貫通孔１５１が設けられている。より具体的には、１つの貫通孔１５１は研磨パッド１５０の中央付近に設けられており、他の貫通孔１５１は研磨パッド１５０のエッジ付近に設けられている。貫通孔１５１と研磨パッド１５０の中央との距離により、基板１３１のどの領域が測定されるかが決定される。換言すれば、基板１３１の測定される領域は、貫通孔１５１と研磨パッド１５０の中央との距離に依存する。
【００２７】
たとえば、同一の円周上に複数の光学センサ１２０が設けられている場合、透明窓１５２もまた同一の円周上に設ける必要がある。図９に、同一の円周上に設けられた２つの透明窓１５２を有する研磨パッド１５０を示す（なお、図９は研磨パッド１５０のみを示すものであるから、封止液体供給路１１１などは図示されていない）。図９では、透明窓１５２のひとつと研磨パッド１５０の中央との間の距離は、透明窓１５２の他の一つと研磨パッド１５０の中央との間の距離と同一となるように構成されている。なお、図９に点線で示された円は、二つの透明窓１５２が同一の円周上にあることを示すための円である。すなわち、この円は研磨パッド１５０の構成要素ではない。図９の構成に加え、研磨パッド１５０はさらなる透明窓１５２を有してもよい。さらなる透明窓１５２の位置は任意であってよい。すなわち、透明窓１５２の全てが同一の円周上にあってもよく、透明窓１５２のうち一部のみが同一の円周上にあってもよい。
【００２８】
本実施形態にかかる研磨パッド１５０を研磨テーブル１１０に取り付けた場合、研磨テーブル１１０のうち貫通孔１５１を介して露出している部分のみならず、研磨テーブル１１０のうち透明窓１５２の下部に位置する部分も目視することが可能である。したがって、本実施形態にかかる研磨パッド１５０を研磨テーブル１１０に取り付ける場合、封止液体供給路１１１および封止液体排出路１１２の位置を目視しながら研磨パッド１５０を位置合わせすることが容易になる。
【００２９】
なお、基板研磨装置１００の構成は一例にすぎない。特に研磨テーブル１１０および光学センサ１２０の構成については、従来知られた任意の構成（たとえば特許文献１に開示されている構成）が採用されてよい。たとえば、一つのセンサ本体１２１に複数の照射光用光ファイバ１２２および反射光用光ファイバ１２３が接続されていてもよい。
【００３０】
＜＜第２実施形態＞＞
＜第２実施形態の概要＞
第２実施形態では、研磨パッド１５０の位置合わせをより容易にするため、研磨テーブル１１０上にアライメントマーク３００を有する基板研磨装置１００について説明する。図３は本実施形態にかかる研磨テーブル１１０の上面図である。図４はアライメントマーク３００の拡大図である。図５は研磨パッド１５０が張り付けられた研磨テーブル１１０の一部分の上面図であり、アライメントマーク３００を用いた研磨パッド１５０の位置合わせの様子を示す図である。図５Ａは研磨パッド１５０が正しく位置合わせされていない場合の図である。図５Ｂは研磨パッド１５０が正しく位置合わせされている場合の図である。
【００３１】
＜アライメントマーク３００について＞
アライメントマーク３００は研磨テーブル１１０の上面に設けられたマークである。具体的には、アライメントマーク３００は封止液体供給路１１１および封止液体排出路１１２の近傍に設けられている。より具体的には、アライメントマーク３００の少なくとも一
部は、研磨パッド１５０が研磨テーブル１１０に正しく取り付けられた際に透明窓１５２の直下に位置するように構成されている。アライメントマーク３００は研磨パッド１５０を研磨テーブル１１０に対して位置合わせする際に用いられる。アライメントマーク３００は基板研磨装置１００のユーザにとって可視であるように構成される。ただし、ユーザに代わって何らかの撮像装置等がアライメントマーク３００を観察する場合、アライメントマーク３００は、当該撮像装置等にとって可視であれば、ユーザにとって不可視であってもよい。アライメントマーク３００は、たとえばレーザマーキング、塗装、印刷およびけがきなどの任意の手法によって形成されてよい。アライメントマーク３００と貫通孔１５１などを区別して図示するため、図３、図４および図５ではアライメントマーク３００は点線で描かれている。しかし、実際の装置におけるアライメントマーク３００は点線状でなくともよい。
【００３２】
好ましくは、アライメントマーク３００は、透明窓１５２の外縁に対応する第１のマーク３１０を有する。具体的には、第１のマーク３１０は、研磨パッド１５０が研磨テーブル１１０に正しく取り付けられた場合に透明窓１５２の外縁に一致する。好ましくは、アライメントマーク３００はさらに、貫通孔１５１の外縁に対応する第２のマーク３２０を有する。具体的には、第２のマーク３２０は、研磨パッド１５０が研磨テーブル１１０に正しく取り付けられた場合に貫通孔１５１の外縁に一致する。たとえば、第１のマーク３１０は円形であり、第２のマーク３２０は楕円形である。より好ましくは、アライメントマーク３００は十字形の第３のマーク３３０を有する。貫通孔１５１が楕円形である場合、十字形の第３のマーク３３０は、貫通孔１５１の長軸および短軸に対応するように構成されていることが好ましい。具体的には、十字形の第３のマーク３３０は、研磨パッド１５０が研磨テーブル１１０に正しく取り付けられた場合に貫通孔１５１の長軸および短軸に一致する。なお、図４では第３のマーク３３０の一部が途切れている。第３のマーク３３０が途切れている部分には封止液体供給路１１１および封止液体排出路１１２が位置することとなる。アライメントマーク３００は、第１のマーク３１０および第２のマーク３２０の間に、たとえば円形の第４のマーク３４０を備えてもよい。
【００３３】
図５Ａに示されているように、研磨パッド１５０が正しく位置合わせされていない場合、透明窓１５２または貫通孔１５１を介して第１のマーク３１０および第２のマーク３２０を目視することができる。透明窓１５２の外縁と第１のマーク３１０を比較することで、研磨パッド１５０の位置ずれ量を把握することができる。研磨パッド１５０の位置ずれ量は、貫通孔１５１の外縁と第２のマーク３２０を比較することによっても把握することができる。また、第２のマーク３２０および／または第３のマーク３３０の傾き具合により、研磨パッド１５０の回転量を把握することもできる。把握された位置ずれ量および／または回転量に基づいて研磨パッド１５０の取り付け位置および／または取り付け角度を調整することで、研磨パッド１５０を正しく位置合わせすることができる。
【００３４】
図５Ｂに示されているように、研磨パッド１５０が正しく位置合わせされている場合、透明窓１５２の外縁と第１のマーク３１０が重なり、第１のマーク３１０はほとんど目視できなくなる。同様に、研磨パッド１５０が正しく位置合わせされている場合、貫通孔１５１の外縁と第２のマーク３２０が重なり、第２のマーク３２０もほとんど目視できなくなる。
【００３５】
アライメントマーク３００を設けることにより、研磨パッド１５０を研磨テーブル１１０に対して容易にかつ高精度に位置合わせすることができるようになる。なお、アライメントマーク３００の形状は一例に過ぎない。もっとも単純な場合、アライメントマーク３００は単なる点でもよい。その他、位置合わせに用いられ得る任意のマークを使用することが可能である。何らかの撮像装置がアライメントマーク３００を観察する場合、コンピュータなどの制御装置が研磨パッド１５０の位置ずれ量および／または回転量などを算出
してもよい。
【００３６】
＜＜第３実施形態＞＞
＜第３実施形態の概要＞
一般的な基板研磨装置においては、研磨パッドは消耗品である。従来の基板研磨装置においては、事前に測定または算出された摩耗量などに基づいて、研磨パッドの最大使用回数または最長使用時間が設定されていた。すなわち、従来の基板研磨装置においては、研磨パッドが所定の回数または所定の時間（以下では単に「所定の回数」という）使用された場合、研磨パッドの寿命が尽きたと判定されていた。しかし、研磨パッドが所定の回数使用されたそのときに、研磨パッドの寿命がちょうど尽きるとは限らない。所定の回数使用される前に研磨パッドの寿命が尽きてしまった場合、基板は、寿命が尽きた後の研磨パッドにより研磨される。したがって、基板研磨装置が所定の研磨性能を発揮できない可能性がある。一方で、所定の回数使用されても研磨パッドの寿命が尽きていない場合、いまだ使用可能な研磨パッドを交換することとなる。いまだ使用可能な研磨パッドを交換することにより、研磨パッドの交換周期が短くなり、交換に必要なコストが増大する。
【００３７】
上記の課題を解決すべく、第３実施形態では、研磨テーブル１１０上にインジケータを有する基板研磨装置１００について説明する。図６はインジケータ６００を有する研磨テーブル１１０の上面図である。
【００３８】
＜インジケータ６００について＞
インジケータ６００の少なくとも一部は、研磨テーブル１１０のうち、研磨パッド１５０を正しく取り付けたときに研磨パッド１５０の透明窓１５２の直下となる領域に設けられている。換言すれば、インジケータ６００は、研磨パッド１５０を正しく取り付けたときに透明窓１５２を介して目視可能な位置に設けられている。さらに換言すれば、インジケータ６００は、研磨テーブル１１０のうち研磨パッド１５０が取り付けられる面に設けられており、インジケータ６００は光ファイバ（照射光用光ファイバ１２２および反射光用光ファイバ１２３）を通過させるための開口（封止液体供給路１１１または開口６１０：開口６１０の詳細は後述）の周囲に設けられている。なお、これまでの実施形態と異なり、光学センサ１２０は液封式であってもよく、液封式でなくともよい。図６の例では、図中右側に位置する封止液体供給路１１１および反射光用光ファイバ１２３は液封式の光学センサ１２０に接続されている。液封式の光学センサ１２０についてはこれまでの実施形態で説明されているので、詳細な説明は省略する。一方で、図６の例では、図中左側に位置する照射光用光ファイバ１２２および反射光用光ファイバ１２３は液封式ではない光学センサ１２０に接続されている。したがって、研磨テーブル１１０のうち図中左側の部分には封止液体供給路１１１および封止液体排出路１１２が設けられていない。封止液体供給路１１１および封止液体排出路１１２の代替として、研磨テーブル１１０のうち図中左側の部分には、光ファイバを通過させ、センシング光を通すための開口６１０が設けられている。ただし、光学センサ１２０および付随する他の要素の構成は一例であり、図６に図示した構成以外の構成を採用することも可能である。
【００３９】
図６では、４種類の模様（間隔の狭い縞模様、間隔の広い縞模様、間隔の狭い格子模様および間隔の広い格子模様）が１つのセットのインジケータ６００を形成している。ただし、後述する透明窓１５２の光学特性の劣化を確認することができる限り、インジケータ６００の具体的な構成は図６に示した構成に限らない。たとえば、インジケータ６００は任意の数の模様を備えてよい。もっとも単純な例では、インジケータ６００は単なる点であってもよい。インジケータ６００は基板研磨装置１００のユーザにとって可視であるように構成される。ただし、ユーザに代わって何らかの撮像装置等がインジケータ６００を観察する場合、インジケータ６００は、当該撮像装置等にとって可視であれば、ユーザにとって不可視であってもよい。インジケータ６００はたとえばレーザマーキング、塗装、
印刷およびけがきなどの任意の手法によって形成されてよい。
【００４０】
新品の研磨パッド１５０が用いられている場合、透明窓１５２もまた新品である。したがって、透明窓１５２の透過率、屈折率、反射率および散乱度などの光学特性は変化していない。しかし、基板研磨装置１００を駆動させると、基板１３１の研磨のみならず、透明窓１５２の摩耗が発生する。透明窓１５２の摩耗は、研磨パッド１５０のドレッシングの際に特に顕著である。透明窓１５２の摩耗が発生すると、透明窓１５２の光学特性が変化すると考えられる。以下では、摩耗によって透明窓の光学特性が変化することを「透明窓の劣化」という。劣化によりどのような光学特性がどのように変化するかは、具体的なプロセス、用いる研磨液の種類、基板１３１の材質、透明窓１５２の材質、ドレッサの材質等に依存すると考えられる。ここでは、透明窓１５２の透過率が低下しているものとして説明する。図７は、研磨パッド１５０の透明窓１５２を介して、図６の左側に位置するインジケータ６００を観察した様子を示す図である。図７Ａは透明窓１５２が劣化していない場合の図である。図７Ｂは透明窓１５２が劣化している場合の図である。図８は、研磨パッド１５０の透明窓１５２を介して、図６の右側に位置するインジケータ６００を観察した様子を示す図である。図８Ａは透明窓１５２が劣化していない場合の図である。図８Ｂは透明窓１５２が劣化している場合の図である。図７および図８では、透明窓１５２のハッチングの太さで透明窓１５２の透過率を示している。具体的には、ハッチングが太ければ太いほど透明窓１５２の透過率は低い。
【００４１】
透明窓１５２が劣化することにより、透明窓１５２を介して観察した場合のインジケータ６００の見え方も変化する。たとえば図７Ｂおよび図８Ｂでは透明窓１５２の透過率が低下しているので、インジケータ６００が見えにくくなっている。インジケータ６００の見え方の変化から、透明窓１５２の劣化を把握することが可能である。透明窓１５２の劣化は研磨パッド１５０の摩耗と同時に起こるので、透明窓１５２の劣化を把握することにより、研磨パッド１５０の摩耗量を間接的に把握することが可能になる。研磨パッド１５０の摩耗量を把握することにより、研磨パッド１５０を適切なタイミングで交換することが可能になる。
【００４２】
研磨パッド１５０の交換のタイミングは、たとえば次のパラメータの少なくともひとつに基づいて判断されてよい。透明窓１５２を介してインジケータ６００を観察した場合の（１）インジケータ６００の明るさ、（２）インジケータ６００のエッジ部分のシャープネス、（３）インジケータ６００の所定の点と、他の点（インジケータ６００の内外を問わない）とのコントラスト比、および（４）インジケータ６００の色合い。インジケータ６００が所定の形状の繰り返しからなる模様（縞模様または格子模様など）である場合、研磨パッド１５０の交換のタイミングは、（５）透明窓１５２を介してインジケータ６００を観察した場合に、ある形状とその隣の形状を区別可能か否か、すなわちインジケータ６００の模様を判別できるかによって判断されてもよい。なお、上記（１）〜（５）は例示に過ぎない。上記（１）〜（５）に基づいて判断する際に、閾値は適宜設定されてよい。たとえば、ユーザは、インジケータ６００のうち１種の模様（たとえば間隔の狭い格子模様）を判別することができなくなった時点から、インジケータ６００のうちすべての模様を判別することができなくなる時点の間の任意のタイミングで研磨パッド１５０を交換してもよい。研磨パッド１５０の交換のタイミングは、ユーザがインジケータ６００を目視することによって判断されてよい。一方で、基板研磨装置１００が何らかの撮像機構を備える場合、インジケータ６００は撮像機構により観察されてよい。インジケータ６００が撮像機構により観察される場合、従来知られた任意の画像処理技術によって研磨パッド１５０の交換タイミングが判断されてよい。
【００４３】
以上に説明した構成によれば、適切なタイミングで研磨パッド１５０を交換できるようになる。また、ひとたびインジケータ６００を目視すれば研磨パッド１５０の摩耗量をほ
ぼリアルタイムで把握することが可能である。なお、研磨パッド１５０はその全面において均一に摩耗するとは限らない。そこで、図６に示すようにインジケータ６００を複数設けることで、研磨パッド１５０の摩耗量の位置依存性を把握することも可能となる。
【００４４】
アライメントマーク３００がインジケータ６００を兼ねてもよい。逆に、インジケータ６００がアライメントマーク３００を兼ねてもよい。アライメントマーク３００とインジケータ６００の双方をそれぞれ設けてもよい。とある透明窓１５２の下部にはアライメントマーク３００を、別の透明窓１５２の下部にはインジケータ６００を設けることも可能である。
【００４５】
以上、いくつかの本発明の実施形態について説明してきた。上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。
【００４６】
本願は、一実施形態として、液封式光学センサを備える基板研磨装置のための研磨パッドであって、研磨パッドは、透明窓であって、その中央に液封式光学センサのセンシング光を通過させるための貫通孔が設けられている、透明窓を備える、研磨パッドを開示する。
【００４７】
この研磨パッドは、封止液体供給路および封止液体排出路の位置を目視しながら研磨パッドを位置合わせすることが容易になるという効果を一例として奏する。
【００４８】
さらに本願は、一実施形態として、研磨パッドであって、透明窓を少なくとも２つ備え、第１の透明窓と研磨パッドの中央との距離は、第２の透明窓と研磨パッドの中央との距離と異なる、研磨パッドを開示する。
【００４９】
この研磨パッドは、複数の領域において、液封式光学センサにより基板を測定することが可能になるという効果を一例として奏する。
【００５０】
さらに本願は、一実施形態として、研磨パッドであって、透明窓を少なくとも２つ備え、第１の透明窓と研磨パッドの中央との間の距離は、第２の透明窓と研磨パッドの中央との間の距離と同一である、研磨パッドを開示する。
【００５１】
この研磨パッドは、複数のセンサにより基板を測定することが可能になるという効果を一例として奏する。
【００５２】
さらに本願は、一実施形態として、本明細書に記載のいずれかの研磨パッドと、研磨パッドを取り付けるための研磨テーブルと、研磨テーブルに対向するように設けられた、基板を取り付けるための研磨ヘッドと、研磨テーブルに設けられた、基板の研磨の進行を測定するための液封式光学センサと、を備える、基板研磨装置を開示する。
【００５３】
上記の開示内容により、進歩的な研磨パッドが適用される装置が明らかにされる。
【００５４】
さらに本願は、一実施形態として、基板研磨装置であって、研磨テーブルに封止液体供給路が設けられており、封止液体供給路と貫通孔とが連通するように透明窓が設けられている、基板研磨装置を開示する。
【００５５】
さらに本願は、一実施形態として、基板研磨装置であって、研磨テーブルに封止液体排出路がさらに設けられており、封止液体供給路および封止液体排出路と貫通孔とが連通するように透明窓が設けられている、基板研磨装置を開示する。
【００５６】
上記の開示内容により、基板研磨装置の詳細が明らかにされる。
【００５７】
さらに本願は、一実施形態として、基板研磨装置であって、研磨テーブルの上面に設けられた、研磨パッドと研磨テーブルの位置合わせに用いられるアライメントマークを備え、アライメントマークの少なくとも一部は透明窓の直下に位置するように構成されている、基板研磨装置を開示する。
【００５８】
この基板研磨装置は、研磨パッドと研磨テーブルとを容易にかつ高精度に位置合わせすることができるようになるという効果を一例として奏する。
【００５９】
さらに本願は、一実施形態として、基板研磨装置であって、アライメントマークは、透明窓の外縁に対応する第１のマークと、貫通孔の外縁に対応する第２のマークと、を有する、基板研磨装置を開示する。
【００６０】
この基板研磨装置は、研磨パッドの位置ずれ量を把握することができるという効果を一例として奏する。
【００６１】
さらに本願は、一実施形態として、基板研磨装置であって、貫通孔は楕円形であり、アライメントマークは、貫通孔の長軸および短軸に対応する十字形の第３のマークを備える、基板研磨装置を開示する。
【００６２】
この基板研磨装置は、十字形のマークの傾き具合により、研磨パッドの回転量を把握することができるという効果を一例として奏する。
【符号の説明】
【００６３】
１００…基板研磨装置
１１０…研磨テーブル
１１１…封止液体供給路
１１２…封止液体排出路
１１３…封止液体源
１１４…ロータリジョイント
１２０…光学センサ
１２１…センサ本体
１２２…照射光用光ファイバ
１２３…反射光用光ファイバ
１３０…研磨ヘッド
１３１…基板
１４０…研磨液供給機構
１５０…研磨パッド
１５１…貫通孔
１５２…透明窓
３００…アライメントマーク
３１０…第１のマーク
３２０…第２のマーク
３３０…第３のマーク
３４０…第４のマーク
６００…インジケータ
６１０…開口
【図１】
2020001117.tif 000003
【図２】
2020001117.tif 000004
【図３】
2020001117.tif 000005
【図４】
2020001117.tif 000006
【図５Ａ】
2020001117.tif 000007
【図５Ｂ】
2020001117.tif 000008
【図６】
2020001117.tif 000009
【図７Ａ】
2020001117.tif 000010
【図７Ｂ】
2020001117.tif 000011
【図８Ａ】
2020001117.tif 000012
【図８Ｂ】
2020001117.tif 000013
【図９】
2020001117.tif 000014
【図１０】
2020001117.tif 000015