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研磨垫的调节方法以及研磨装置

申请号 CN201680054094.8 申请日 2016-08-31 公开(公告)号 CN108025418B 公开(公告)日 2019-08-09
申请人 信越半导体株式会社; 发明人 安田太一; 佐佐木正直; 榎本辰男; 佐佐木拓也; 浅井一将;
摘要 本 发明 提供一种 研磨 垫的调节方法,对于研磨垫使用调节头而调节,研磨垫用于研磨贴附于可旋转的圆盘状的平板的 晶圆 ,调节方法包含:通过旋转平板而旋转贴附于平板的研磨垫的同时,于平板的半径方向移动调节头而实施调节,以及因应调节头的自平板的中心的距离而控制平板的转数以及调节头的于平板的半径方向的移动速度。通过此研磨垫的调节方法可对研磨垫的研磨面的全表面进行适当的调节。
权利要求

1.一种研磨垫的调节方法,对于研磨垫使用调节头而调节,该研磨垫用于研磨贴附于可旋转的圆盘状的平板的晶圆,该调节方法包含:
通过旋转该平板而旋转贴附于该平板的该研磨垫的同时,于该平板的半径方向移动该调节头而实施该调节;以及
根据该调节头的自该平板的中心的距离而控制该平板的转速以及该调节头的于该平板的半径方向的移动速度,
其中控制该平板的转速以及该调节头的于该平板的半径方向的移动速度,而使该平板的转速满足下述数学式(1),且使该调节头的于该平板的半径方向的移动动作满足下述数学式(2)以及数学式(3),
【数学式1】T(r)=Tr0×(r0/r)
【数学式2】V(r)=(r0/r)V0
【数学式3】D÷Q=n
其中,T(r):该调节头的自该平板的中心的距离为r之时的平板转速(rpm),Tr0:调节开始时的平板转速(rpm),r0:调节开始时的该调节头的自该平板的中心的距离(m),r:该调节头的自该平板的中心的距离(m),V(r):该调节头的自该平板的中心的距离为r之时的该调节头的于该平板的半径方向的移动速度(m/sec),V0:调节开始时的该调节头的于该平板的半径方向的移动速度(m/sec),D:该调节头的该平板的半径方向的尺寸(m),Q:该平板旋转一圈时的该调节头在该平板的半径上移动的距离(m),n:为正整数。
2.一种研磨装置,具备调节头,该调节头用于调节研磨垫,该研磨垫用于研磨贴附于可旋转的圆盘状的平板的晶圆,其中
该研磨装置通过旋转该平板而旋转贴附于该平板的该研磨垫的同时,于该平板的半径方向移动该调节头而实施该调节;以及
该研磨装置具备控制机构,该控制机构根据该调节头的自该平板的中心的距离而控制该平板的转速以及该调节头的于该平板的半径方向的移动速度,
其中该控制机构控制该平板的转速以及该调节头的于该平板的半径方向的移动速度,而使该平板的转速满足下述数学式(1),且使该调节头的于该平板的半径方向的移动动作满足下述数学式(2)以及数学式(3),
【数学式1】T(r)=Tr0×(r0/r)
【数学式2】V(r)=(r0/r)V0
【数学式3】D÷Q=n
其中,T(r):该调节头的自该平板的中心的距离为r之时的平板转速(rpm),Tr0:调节开始时的平板转速(rpm),r0:调节开始时的该调节头的自该平板的中心的距离(m),r:该调节头的自该平板的中心的距离(m),V(r):该调节头的自该平板的中心的距离为r之时的该调节头的于该平板的半径方向的移动速度(m/sec),V0:调节开始时的该调节头的于该平板的半径方向的移动速度(m/sec),D:该调节头的该平板的半径方向的尺寸(m),Q:该平板旋转一圈时的该调节头在该平板的半径上移动的距离(m),n:为正整数。

说明书全文

研磨垫的调节方法以及研磨装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种研磨垫的调节方法以及研磨装置。

背景技术

[0002] 以往,例如在对晶圆等的薄板状的工件进行平面加工的状况,所使用的是单面研磨装置或双面研磨装置等的研磨装置。
[0003] 例如,单面研磨装置于旋转驱动的圆盘状的平板上贴附由聚胺脂与无纺布所组成的该研磨垫,以及流动用于提升研磨效率的研磨浆液。并且,通过将支承于研磨头上的晶圆压推到此研磨垫而进行研磨。晶圆能以蜡、真空或液体的表面张而贴附于研磨头。
[0004] 或者,例如在双面研磨装置中,于贴附有由聚胺脂与无纺布构成的研磨垫的圆盘状的上下平板之间配置称之为载体的圆盘状的行星齿轮。工件被贯穿支承于此行星齿轮的支承孔中,通过与行星齿轮相啮合的太阳齿轮与内齿轮的相互旋转,而使行星齿轮产生自转以及公转。双面研磨装置则通过此自转、公转以及上下平板的旋转与晶圆之间的滑动而同时研磨晶圆的上下表面。而为了在双面研磨中进行有效率的研磨,自设置于上平板的多个孔供给研磨浆液。
[0005] 但是,此些研磨装置中所使用的研磨垫会发生所谓的阻塞。所谓阻塞指的是,经研磨的晶圆的残渣或包含于研磨浆液中的固体,又或是彼等的混合物堆积于研磨垫的表层、蓄积于研磨垫的内部。阻塞会使研磨效率恶化、以及使所研磨出的工件的平坦度或表面质量恶化。
[0006] 对于上述之类的研磨垫的变质,一般会根据目的而于研磨垫实施各种调节(conditioning)。作为调节,例如可列举出通过自洗净喷嘴头喷射高压至研磨垫表面来去除阻塞的方法。另外,作为调节,例如可列举出刮去表层的方法,该刮去表层的方法将由钻石所组成的磨粒所布满的修整头压推于研磨垫的表面,通过旋转平板所得到的磨粒与研磨垫的磨擦,来刮去包含阻塞的研磨垫的表层。
[0007] 在实施研磨垫的调节时,洗净喷嘴头与修整头相较于用于研磨垫的研磨的面(研磨面),大多具有明显为小的面积。因此,为了洗净及修整研磨垫的研磨面全体,这些调节头安装于臂,通过臂的直线运动或回旋运动,而能使调节头自平板的最外圈移动至最内圈(例如参考专利文献1)。进一步如专利文献1所记载的,能通过移动调节头的同时旋转平板,而使调节头对研磨垫的研磨面全体进行洗净及修整(dress)。
[0008] [现有技术文献]
[0009] [专利文献]
[0010] [专利文献1]日本特开平10-202503号公报

发明内容

[0011] 近年,随着半导体装置的高集成化,对于硅晶圆的平坦度与表面质量的要求也越来越严格。为了响应这样的质量要求,重要的是使双面研磨装置或单面研磨装置的研磨垫的研磨面经常地维持在适合状态。
[0012] 然而,在实际的双面研磨或单面研磨的制程中,在研磨垫表面会发生阻塞,并且研磨垫表面的树脂之类的也会发生变质及变形。此种研磨垫的状态的变化会诱发晶圆的质量的下降以及不均。为了防止晶圆质量的下降以及不均的发生,重要的是使研磨垫的研磨面经常地维持在平均且良好状态。
[0013] 另一方面,由于近年的晶圆的大直径化,研磨装置也被大型化,连带着研磨垫的面积也有变大的倾向。在旋转此种面积大的研磨垫并同时进行调节的状况下,会发生研磨垫无法变成平均且良好状态的问题。其结果导致发生研磨后的晶圆的平坦度恶化的问题。
[0014] 鉴于上述此种的问题,本发明的目的为提供一种研磨垫的调节方法以及研磨装置,而能对研磨垫的研磨面的全面进行适当地调节。
[0015] 为达成上述的目的,本发明提供一种研磨垫的调节方法,对于研磨垫使用调节头而调节,该研磨垫用于研磨贴附于可旋转的圆盘状的平板的晶圆,该调节方法包含:通过旋转该平板而旋转贴附于该平板的该研磨垫的同时,于该平板的半径方向移动该调节头而实施该调节;以及根据该调节头的自该平板的中心的距离而控制该平板的转速以及该调节头的于该平板的半径方向的移动速度。
[0016] 如此,能根据调节头的自平板的中心的距离来控制平板的转速以及调节头的于平板的半径方向的移动速度,而对研磨垫的研磨面全体进行适当的调节。
[0017] 此时,较佳地,控制该平板的转速以及该调节头的于该平板的半径方向的移动速度,而使该平板的转速满足下述数学式(1),且使该调节头的于该平板的半径方向的移动动作满足下述数学式(2)以及数学式(3),
[0018] 【数学式1】T(r)=Tr0×(r0/r)
[0019] 【数学式2】V(r)=(r0/r)V0
[0020] 【数学式3】D÷Q=n
[0021] 其中,T(r):该调节头的自该平板的中心的距离为r之时的平板转速(rpm),Tr0:调节开始时的平板转速(rpm),r0:调节开始时的该调节头的自该平板的中心的距离(m),r:该调节头的自该平板的中心的距离(m),V(r):该调节头的自该平板的中心的距离为r之时的该调节头的于该平板的半径方向的移动速度(m/sec),V0:调节开始时的该调节头的于该平板的半径方向的移动速度(m/sec),D:该调节头的该平板的半径方向的尺寸(m),Q:该平板旋转一圈时的该调节头在该平板的半径上移动的距离(m),n:为正整数。
[0022] 同时满足数学式(1)以及数学式(2)的条件,即,加上调节头的自平板的中心的距离与平板的转速呈反比,且调节头的自平板的中心的距离与调节头的于平板的半径方向的移动速度也呈反比例的条件,并且同时满足数学式(3)的条件,即,在旋转平板且调节头移动于平板的半径上之中,通过调节头必定接触贴于平板的研磨垫全面等而调节,并且通过对于在研磨垫上的任一个位置都能以相同次数与调节头之间的接触等而进行调节的条件下实施调节,即能对研磨垫的研磨面全体进行平均的调节。
[0023] 另外,为达成上述的目的,本发明提供一种研磨装置,具备调节头,该调节头用于调节研磨垫,该研磨垫用于研磨贴附于可旋转的圆盘状的平板的晶圆,其中该研磨装置通过旋转该平板而旋转贴附于该平板的该研磨垫的同时,于该平板的半径方向移动该调节头而实施该调节;以及该研磨装置具备一控制机构,该控制机构根据该调节头的自该平板的中心的距离而控制该平板的转速以及该调节头的于该平板的半径方向的移动速度。
[0024] 如此,通过能根据调节头的自平板的中心的距离来控制平板的转速以及调节头的于平板的半径方向的移动速度的研磨装置,而能设定可对研磨垫的研磨面全体进行适当的调节的条件。
[0025] 此时,较佳地,该控制机构控制该平板的转速以及该调节头的于该平板的半径方向的移动速度,而使该平板的转速满足下述数学式(1),且使该调节头的于该平板的半径方向的移动动作满足下述数学式(2)以及数学式(3),
[0026] 【数学式1】T(r)=Tr0×(r0/r)
[0027] 【数学式2】V(r)=(r0/r)V0
[0028] 【数学式3】D÷Q=n
[0029] 其中,T(r):该调节头的自该平板的中心的距离为r之时的平板转速(rpm),Tr0:调节开始时的平板转速(rpm),r0:调节开始时的该调节头的自该平板的中心的距离(m),r:该调节头的自该平板的中心的距离(m),V(r):该调节头的自该平板的中心的距离为r之时的该调节头的于该平板的半径方向的移动速度(m/sec),V0:调节开始时的该调节头的于该平板的半径方向的移动速度(m/sec),D:该调节头的该平板的半径方向的尺寸(m),Q:该平板旋转一圈时的该调节头在该平板的半径上移动的距离(m),n:为正整数。
[0030] 以能同时满足数学式(1)、数学式(2)以及数学式(3)的条件为基础而实施调节,即能对研磨垫的研磨面的全体进行平均的调节。
[0031] 通过本发明的研磨垫的调节方法以及研磨装置,能设定可对研磨垫的研磨面进行适当的调节的条件,并能抑制研磨后的晶圆的平坦度的恶化。附图说明
[0032] 图1是显示将本发明的研磨装置设为单面研磨装置的例子的概略图。
[0033] 图2是为修整头的自平板中心的距离与研磨垫与修整头进行修整的距离之间的关系的说明图。
[0034] 图3是显示修整头的自平板中心的距离与平板转速之间的关系的图表。
[0035] 图4是为修整头的自平板中心的距离与修整头进行修整所需要的距离之间的关系的说明图。
[0036] 图5是显示修整头的自平板中心的距离与修整头移动速度之间的关系的图表。
[0037] 图6是为平板旋转一圈期间,移动于平板半径上的调节头如何与研磨垫进行接触的说明图。
[0038] 图7是显示调节的疏密与调节头的速度比(1/n)的关系的图表。
[0039] 图8是显示将本发明的研磨装置设为双面研磨装置的例子的概略图。
[0040] 图9是显示实施例中修整头的自平板中心的距离与修整头移动速度之间的关系的图表。
[0041] 图10是显示以实施例以及比较例所双面研磨出的晶圆的平坦度的示意图。

具体实施方式

[0042] 以下,说明关于本发明的实施例,但本发明并非被限定于此实施例。
[0043] 如上所述,特别是,随着研磨垫的面积变大,而有难以对研磨面的全体进行适当的调节,以及难以使研磨面全体变成平均状态的问题。
[0044] 因此,本发明人们对于所应解决的此种问题反复地进行了研究。其结果发现,根据调节头的自平板的中心的距离会使调节的效果产生变化。于是,发现能根据此距离而控制平板的转速以及调节头的于平板的半径方向的移动速度,而调节研磨垫的各部位当中的调节的效果,从而能设定可将研磨面的全体调节为平均状态的条件,而能抑制研磨后的晶圆的平坦度的恶化,从而完成本发明。
[0045] 首先,说明本发明的研磨装置。本发明的研磨装置既可以是研磨晶圆的单面的单面研磨装置,也可以是同时研磨晶圆的双面的双面研磨装置。
[0046] 首先,说明本发明的研磨装置为图1所显示的单面研磨装置1的状况。如图1所示,单面研磨装置1包含:可旋转的圆盘状的平板2、贴附于平板2的研磨垫3、用于支承晶圆W的研磨头4、供给研磨剂至研磨垫3的研磨剂供给机构5、调节研磨垫3的调节头6。
[0047] 在此种单面研磨装置1中,将由研磨头4所支承的晶圆W压抵于由平板2而旋转的研磨垫3上而研磨晶圆W的表面。此时,自研磨剂供给机构5供给研磨剂至研磨垫3的表面。
[0048] 另外,研磨垫3的调节实施于将研磨中未使用的研磨垫准备为可使用于研磨的状态时,以及实施于研磨结束后至下一次研磨的开始为止的研磨批量间等。再者,作为调节头6,能使用通过在研磨垫3表面喷射高压水而去除阻塞的洗净喷嘴头。另外,作为调节头6,也能使用由钻石所组成的磨粒所布满的修整头。修整头于旋转平板2的同时将磨粒压推于研磨垫3的表面,通过于磨粒与研磨垫3之间所产生的磨擦,而进行刮去包含阻塞的研磨垫的表层的修整。
[0049] 本发明的研磨装置,于此调节之际,通过旋转平板2而旋转贴附于平板2的研磨垫3的同时,于平板2的半径方向移动调节头6而实施调节。于图1所显示的单面研磨装置1的状况下,调节头6通过臂7而移动于平板2的半径方向。
[0050] 并且,单面研磨装置1具备控制机构8,控制机构8根据调节头6的自平板2的中心的距离而控制平板2的转速以及调节头6的于平板2的半径方向的移动速度。
[0051] 研磨垫的各部位中的调节的效果会根据调节头6的自平板2的中心的距离而变化。因此,如本发明所述,能根据调节头6的自平板2的中心的距离而控制平板2的转速以及调节头6的于平板2的半径方向的移动速度,并于研磨垫3的各部位中调整调节的效果,从而能设定能对研磨垫3的研磨面的全面进行适当的调节的条件。即,本发明的研磨装置能以控制机构8,在调节的当下,控制平板2的转速以及调节头6的于平板2的半径方向的移动速度,从而能以最适当的条件调节研磨垫3的研磨面,并抑制研磨后的晶圆的平坦度的恶化。
[0052] 另外,较佳地,本发明中的控制机构8控制平板2的转速以及调节头6的于平板2的半径方向的移动速度,而使平板2的转速满足下述数学式(1),且使调节头6的于平板2的半径方向的移动动作满足下述数学式(2)以及数学式(3)。
[0053] 【数学式1】T(r)=Tr0×(r0/r)
[0054] 【数学式2】V(r)=(r0/r)V0
[0055] 【数学式3】D÷Q=n
[0056] 其中,T(r):调节头6的自平板2的中心的距离为r之时的平板转速(rpm),Tr0:调节开始时的平板转速(rpm),r 0:调节开始时的调节头6的自平板2的中心的距离(m),r:调节头6的自平板2的中心的距离(m),V(r):调节头6的自平板2的中心的距离为r之时的调节头6的于平板2的半径方向的移动速度(m/sec),V0:调节开始时的调节头6的于平板2的半径方向的移动速度(m/sec),D:调节头6的平板2的半径方向的尺寸(m),Q:平板旋转一圈时的调节头6在平板的半径上移动的距离(m),n:为正整数。
[0057] 只要是能同时满足数学式(1)、数学式(2)以及数学式(3)的控制条件,即能确实地以平均的条件调节研磨垫3。以下说明其理由。如上所述,作为通过调节而得到平均的研磨面的方法,本发明人们认为重要的是找出能够不管在研磨垫的研磨面的哪一个位置都以相同条件进行调节的条件。虽然研磨面的变质并不是在研磨垫的全面一致地发生,因此以能对全面平均的调节的条件为基础,即可增加变质大的区域的调节的强度。
[0058] 例如,作为调节头6的修整头,所考虑的是移动于平板2的半径的方向并同时进行研磨垫3的修整的状况。修整头刮去研磨垫的表层的量,即所谓的加工量一般能以下述数学式(4)来表现。
[0059] 【数学式4】(加工量)∝(压力)×(接触速度)×(时间)
[0060] 关于压力,由于一般的装置也容易得到固定的载重,于此加上修整头的与研磨垫3之间的平板的接触速度是固定的,以及于研磨垫上的任一位置之中与修整头之间的接触时间也是固定的这二个要件的状况下,即使在研磨垫3的任一位置下,都能以更平均的条件进行修整,因而能更确实地进行研磨垫3的平均的调节。
[0061] 关于固定修整头与研磨垫之间的接触速度,只要控制平板的转速就会满足上述数学式(1)。以下说明其理由。
[0062] 首先,平板的转速固定,于平板的半径方向之中,以修整头自平板的中心侧向外侧进行等速直线运动的状况作考虑。由于平板转速是固定的,因此与修整头的半径上的位置没有关系,速度也是固定的。然而,研磨垫与修整头接触的距离以及速度,与修整头与平板的中心之间的距离成正比而增大。将此图示于图2进行说明。如图2所示,时间自t0经过到t1之时,研磨垫3通过平板的旋转而旋转。自平板的中心的距离r1、r2以及r3的位置上,以如虚线的箭头所示,同一时间内(t0~t1)之间的研磨垫3与修整头9之间的接触距离与自平板的中心的修整头9的距离成正比而变长。换句话说,就是接触速度变快。亦即,变成根据修整头9的位置,而实施不同条件的修整。
[0063] 为了防止这一点,使平板的转速与修整头的自平板的中心的距离成反比即可。即,控制平板的转速而满足上述数学式(1)即可。于图3显示控制平板的转速来满足的数学式(1)的状况下的表示平板转速与修整头的自平板中心的距离的关系的图表。再者,图3中所显示的图表的纵轴的“平板转速(相对值)”所指的是,相对于修整开始时的平板转速,修整头的移动开始后的各位置处的平板转速的相对值。以图3的方式控制平板转速,则同一时间内的研磨垫与修整头之间的接触速度不会根据修整头的位置而有所变化。
[0064] 另外,为了使在研磨垫上的任一位置与修整头之间的接触时间固定,只要控制调节头的于平板的半径方向的移动速度满足上述数学式(2)以及数学式(3)即可。以下说明其理由。
[0065] 如果只有使平板的转速满足上述数学式(1),则对于使在研磨垫上的任一位置与修整头之间的接触时间固定仍是不足的。例如,以修整头在平板的半径上自平板的内侧至外侧进行等速直线运动的状况下进行考虑。满足数学式(1)的状况,平板的转速根据修整头的位置而变化。另外,如图4所示,修整头9在位于自平板的中心的距离r的位置时,修整头9必须在半径r的同心圆的全周长上对研磨垫3进行作用,亦即,必须要在半径r的圆周上的全部位置进行修整。如图4所示,修整头9在到达r之时,有需要进行修整的圆的圆周长度为2πr。另一方面,修整头9的位置在到达2r时,需要对4πr的长度进行修整。即,与修整头9的自平板中心的距离成正比,而使有需要进行修整的长度变长。因此,如修整头9进行等速直线运动,则会导致与自中心的距离成反比,修整头9接触于研磨垫3的时间缩短。亦即,变成得不到接触时间固定的条件。
[0066] 为了使得在研磨垫上的任一位置与修整头之间的接触时间予以固定,首先必须满足上述数学式(2)的条件。此数学式(2)显示使修整头的于平板的半径方向的移动速度,与修整头的自平板的中心的距离成反比,即,控制修整头的平板的半径方向的移动速度而使其满足上述数学式(2)的意思。于图5显示满足上述数学式(2)状况的表示修整头的于平板的半径方向的移动速度与修整头的自平板中心的距离的关系的图表。再者,图5中所显示的图表的纵轴的“修整头移动速度(相对值)”所指的是,相对于修整开始时的修整头的于平板的移动速度,各位置处的修整头的于平板的半径方向的移动速度的相对值。
[0067] 并且,使用图6说明数学式(3)。在此显示具有直径D的圆柱形状的修整头在平板的半径上自右边向左边移动的状况。另外,在此所显示的二个修整头,显示平板开始第N圈时的修整头的位置,以及开始第N+1圈时的修整头的位置。亦即,此二个修整头的距离显示平板转一圈的期间修整头于平板的半径方向移动的距离Q。此图6中,显示第N圈、第N+1圈的修整头重叠(overlap)的形态。
[0068] 在此考虑数学式(3)。由于D÷Q=n中的n是正整数,因此n为1以上的整数。亦即,自动地要求条件为D≧Q。如n=1,则虽然并没有重叠(overlap),但为第N圈与第N+1圈之间完全没有间隙的条件,如n>1,则显示在第N圈与第N+1圈发生重叠(overlap)。然而,如果是n<1,则在第N圈与第N+1圈之间产生间隙,在此时,由于会在研磨垫上产生有修整的位置以及未修整的位置,因此会无法满足使得在研磨垫上的任一位置都能与修整头之间的接触时间予以固定的条件。
[0069] 继续进一步说明数学式(3)。所谓重叠(overlap)是指平板在转圈重叠的情况中,研磨垫多次与修整头接触的意思。为了在发生重叠(overlap)的状况下得到在研磨垫上的任一位置与修整头之间的接触时间皆为固定的条件,就必须使无论在哪个位置与修整器(dresser)接触的次数都是相同的。为此,必须满足数学式(3)。
[0070] 另外,关于上述数学式(1)、数学式(2)以及数学式(3)的r0、V0、Tr0、Q以及D,由于r0为平板的内周部半径,D为修整头的尺寸,所以只需要预先在例如具有控制机构8的程序之中作为常数进行输入,而V0、Tr0以及Q,则设为在此程序上能输入任意的值,而使用经优化的值即可。依此方式,以具有控制机构8的软件来控制平板的转速、以及调节头的平板的半径方向的移动速度亦可。
[0071] 另外,在上述三个数学式(1)、数学式(2)以及数学式(3)的条件上再加上对于修整头的研磨垫3的压力是固定的,则能实施更平均的调节。修整头的对于研磨垫3的压力,如果修整头是能控制将压推于研磨垫的压力予以固定的装置,就能容易固定。另外,作为调节头,在具备洗净喷嘴头的状况,则以水的喷出压力是固定的为佳。
[0072] 另外,本发明中,调节头位于研磨垫的任意的部分时,亦可使位于其位置的调节的量能任意设定。研磨垫的变质,并不是平均地发生在研磨垫的全表面,而是随着研磨平板上晶圆的轨迹而有其分布和高峰。因此,在全表面中固定调节的效果的条件上,再加上能调整在任意的位置的调节的量,则能使研磨垫保持在更平均的状态。
[0073] 例如,要在研磨垫的任意的位置进行重点式调节,可列举出以下方法:(a)提高在其位置的平板转速而提升调节的效率的方法、(b)降低在其位置的调节头的移动速度而提升调节时间的方法、以及(c)提高在其位置的修整压力与水压而提升调节的效率的方法。通过此方式,例如,能在研磨垫的变质特别明显的位置,进行重点式调节。
[0074] 例如,如上述条件(b),降低调节头的移动速度的状况下,如图7,根据调节头的自平板的中心的距离来控制调节头的于平板的半径方向的移动速度即可。在此,图7所显示的P,显示在研磨垫的任意的位置的调节头的自平板中心的距离,1/n为以能平均地调节研磨垫的全表面的条件所得到的相对于调节头的于平板的半径方向的移动速度的速度比,亦即,显示以能同时满足上述数学式(1)、数学式(2)的条件所得到的相对于调节头的于平板的半径方向的移动速度的速度比。因此,1/n=1为能平均的调节研磨垫的全表面的条件。1/n<1为能实施较P为密集的调节的条件,1/n>1为能实施较分散的调节的条件。另外,图7中的r0为表示调节开始时的调节头的自平板中心的距离,rE为表示调节结束时的调节头的自平板中心的距离。如此,通过能设定调节头到达p时的n,则能根据调节头的自平板的中心的距离,设定于任意的点调节的疏密。
[0075] 至此为止,虽然说明了本发明的研磨装置为单面研磨装置的状况,但上述的本发明的研磨装置亦可以是双面研磨装置。在图8所显示的双面研磨装置80之中,于贴附有研磨垫81的圆盘状的上下平板82、83之间,配置有称之为载体84的圆盘状的行星齿轮。晶圆W被贯穿支承于此载体84的支承孔中,通过与载体84相啮合的太阳齿轮(未图示)与内齿轮(未图示)之间的相互旋转,而使行星齿轮产生自转以及公转。双面研磨装置80通过此自转、公转以及上下平板的旋转所产生的晶圆W与研磨垫81的滑动,而同时研磨晶圆的上下表面。
[0076] 并且,双面研磨装置80为能通过调节头85而对贴附于上平板82的研磨垫81以及贴附于下平板83的研磨垫81进行调节的装置。另外,调节头85能通过臂86而移动于平板的半径方向。再者,具体地调节方法与上述所说明的单面研磨装置1相同。即,为能通过控制机构87根据调节头85的自平板82、83的中心的距离而控制上下平板82、83的转速以及调节头85的于平板82、83的半径方向的移动速度的装置。
[0077] 接下来说明本发明的研磨垫的调节方法。本发明为一种研磨垫的调节方法,对于研磨垫使用调节头而调节,该研磨垫用于研磨贴附于可旋转的圆盘状的平板的晶圆。更具体地说,对于贴附于上述的单面研磨装置的平板,以及贴附于双面研磨装置的上下平板的研磨垫进行调节的方法。
[0078] 并且,本发明中,通过旋转平板而使贴附于该平板的研磨垫旋转的同时,于平板的半径方向移动调节头而实施该调节。此时,根据调节头的自平板的中心的距离而控制平板的转速以及调节头的于平板的半径方向的移动速度。通过此方式,就能以最适当的条件调节研磨垫的研磨面。
[0079] 再者,调节如上所述,能实施于研磨中将未使用的研磨垫准备成可使用于研磨的状态时,以及实施于研磨结束后到下一次研磨的开始为止的研磨批量间等。再者,作为调节头,能使用上述的洗净喷嘴头或修整头。
[0080] 另外,较佳地,本发明的研磨垫的调节方法中,控制平板的转速以及调节头的于平板的半径方向的移动速度,而使平板的转速满足上述数学式(1),且使调节头的于平板的半径方向的移动动作满足上述数学式(2)以及数学式(3)。通过同时满足上述数学式(1)、数学式(2)以及数学式(3)的控制条件,能更确实地进行研磨垫的平均调节。
[0081] 〔实施例〕
[0082] 以下,显示本发明的实施例及比较例而更为具体的说明本发明,但本发明并未被限定于此实施例。
[0083] (实施例)
[0084] 依照本发明的调节方法,于硅晶圆的双面研磨步骤中,于研磨批量间进行双面研磨装置的上下平板的研磨垫的调节的同时,双面研磨硅晶圆。此时,作为双面研磨装置,所使用的是显示于图8的本发明的双面研磨装置。另外,对直径300mm的硅晶圆进行了研磨。作为调节头所使用的是修整头。即,进行了作为调节的修整。如此一来,连续操作双面研磨步骤后,量测经双面研磨的硅晶圆的GBIR(Global Backsurface-referenced Ideal plane/Range,整体背面-基准理想平面/范围),并对平坦度进行了评估。
[0085] 修整当中,自平板的中心侧向外侧移动修整头的同时进行了研磨垫的修整。另外,修整中,如以下所述,对平板的转速与修整头的平板的半径方向的移动速度进行控制。首先,使平板的转速与调节头的自平板的中心的距离成反比而满足上述数学式(1)。此时的平板的转速的推移与显示于图3的曲线相同。
[0086] 关于修整头的平板的半径方向的移动速度,在平板的最内圈与最外圈中,设定为满足数学式(2)以及数学式(3)的条件。而后修整头依照接近位置Pr而降低其直线的速度,在研磨所致的研磨垫的变质为最大的位置Pr的附近处,控制上述1/n成为1/2的条件,亦即,控制修整在位置Pr变成二倍密度。如此,将根据修整头的自平板中心的距离而控制的修整头的平板的半径方向的移动速度显示于图9。
[0087] (比较例)
[0088] 除了不控制修整中的平板转速与修整头的于平板半径方向的移动速度,使两者经常保持固定之外,以与实施例相同的条件,于研磨批量间进行修整的同时,实施了硅晶圆的双面研磨。之后,与实施例一样量测经双面研磨的硅晶圆的GBIR,并对平坦度进行了评估。于图3、图9显示各个修整中的平板转速与修整头的于平板半径方向的移动速度(图3、图9的虚线)。
[0089] 其结果,如图10所示,实施例的GBIR相对于比较例改善了8%。由此,根据本发明,已确认到由于能以最适当的条件实施研磨垫的调节,因此能抑制研磨后的晶圆的平坦度的恶化。
[0090] 此外,本发明并未被限定于上述实施例,上述实施例为例示,凡具有与本发明的申请专利范围所记载的技术思想实质上相同的构成,能得到同样的作用效果者,皆被包含在本发明的技术范围内。
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