[發明專利]研磨裝置及研磨方法

有效

• 申請號: 201410043555.4
• 申請日: 2014-01-29
• 公開（公告）號: CN103962939B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 關正也;戶川哲二
• 申請（專利權）人: 株式會社荏原制作所
• 主分類號: B24B37/07
• 分類號: B24B37/07;B24B37/005
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所31210
• 代理人: 梅高強,劉煜

技術領域

本發明涉及一種對晶片等基板進行研磨的研磨裝置及研磨方法。

背景技術

根據提高半導體器件制造中的成品率的觀點，基板表面狀態的控制近年來被重視。在半導體器件的制造工序中，各種材料被成膜在硅片上。因此，在基板的周緣部形成不需要的膜和表面粗糙。近年來，一般的方法是用臂部只對基板的周緣部進行保持并對輸送基板的方法。在這種背景下，殘存在周緣部上的不需要的膜在經各種工序的過程中產生剝離并附著在形成于基板的器件上，會使成品率下降。因此，為了去除形成于基板周緣部的不需要的膜，而使用研磨裝置來研磨基板的周緣部。

這種研磨裝置，使研磨帶的研磨面與基板的周緣部滑動接觸來研磨基板的周緣部。這里，在本說明書中，將基板的周緣部定義為將位于基板最外周的傘形部和位于該傘形部徑向內側的上邊緣部及下邊緣部包含在內的區域。

圖1(a)及圖1(b)是表示作為基板一例子的晶片周緣部的放大剖視圖。更詳細地說，圖1(a)是所謂直線型晶片的剖視圖，圖1(b)是所謂圓型晶片的剖視圖。在圖1(a)的晶片W中，傘形部是由上側傾斜部(上側傘形部)P、下側傾斜部(下側傘形部)Q及側部(頂部)R所構成的晶片W的最外周面(用符號B表示)。在圖1(b)的晶片W中，傘形部是構成晶片W的最外周面的、具有彎曲的截面的部分(用符號B表示)。上邊緣部是位于傘形部B的徑向內側的平坦部E1。下邊緣部是位于上邊緣部的相反側、且位于傘形部B的徑向內側的平坦部E2。下面，將這些上邊緣部E1及下邊緣部E2統稱為邊緣部。邊緣部有時也包含形成有器件的區域。

研磨裝置具有對基板的研磨終點進行檢測的研磨終點檢測裝置。該研磨終點檢測裝置根據表示膜厚的研磨指標值(例如研磨時間等)而對基板的研磨進行監視，并決定研磨終點。

發明所要解決的課題

但是，在具有層疊結構的基板上形成有種類不同的多個膜，通常這些膜具有不同的硬度。因此，當基于研磨時間而控制研磨終點時，有時軟質的膜就產生過研磨，硬質的膜產生研磨不足。

以往的研磨裝置是，利用氣缸而使研磨頭的按壓部件下降，按壓部件以規定的研磨負載將研磨帶的研磨面按壓在基板上(例如，參照專利文獻1)。但是，氣缸不能準確地控制按壓部件的下降位置，因此基板的目標研磨量與實際的研磨量之間有時會產生誤差。

專利文獻1：日本專利特開2012-213849號公報

發明內容

本發明是為解決上述以往技術中的問題而做成的，其目的在于提供一種能精密控制基板的研磨量的研磨裝置及研磨方法。

用于解決課題的手段

為了實現上述目的，本發明一形態的研磨裝置的特點是，具有：基板保持部，該基板保持部對基板進行保持并使所述基板旋轉；按壓部件，該按壓部件將研磨件按壓到所述基板，從而對該基板進行研磨；按壓力控制機構，該按壓力控制機構對所述按壓部件的按壓力進行控制；以及研磨位置限制機構，在基板的研磨進行的同時，該研磨位置限制機構對下降的所述按壓部件的下降移動進行限制。

本發明的較佳形態的特點是，在所述按壓部件上連接有與該按壓部件一體地移動的定位部件，所述研磨位置限制機構具有：對所述定位部件的移動進行限制的制動件；以及使所述制動件移動的制動件移動機構。

本發明的較佳形態的特點是，所述制動件移動機構具有：滾珠絲杠機構；以及使該滾珠絲杠機構動作的伺服電動機。

本發明的較佳形態的特點是，在規定研磨時間內所述定位部件不與所述制動件接觸時，發出報警信號。

本發明的較佳形態的特點是，所述按壓力控制機構具有將按壓力賦予所述按壓部件的氣缸。

本發明另一形態的研磨方法的特點是，使制動件從其規定的初始位置移動相當于基板研磨部分的目標深度的距離，一邊使所述基板旋轉一邊用按壓部件將研磨件按壓在所述基板上，對所述基板進行研磨直至與所述按壓部件一體地移動的定位部件與所述制動件接觸。

在本說明書中，研磨量表示通過研磨從基板的表面所去除的材料的厚度。

本發明的較佳形態的特點是，使所述研磨件及所述制動件一體地移動，根據所述研磨件與所述基板接觸時的所述制動件的位置來決定所述初始位置。

本發明的較佳形態的特點是，在規定研磨時間內所述定位部件不與所述制動件接觸時，發出報警信號。