[發(fā)明專利]研磨裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711338838.1
• 申請(qǐng)日: 2013-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN107962492B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 福島誠(chéng);安田穗積;並木計(jì)介
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社荏原制作所
• 主分類號(hào): B24B37/04
• 分類號(hào): B24B37/04;B24B37/30;B24B37/34;B24B37/005;B24B57/02
• 代理公司: 上海華誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31300
• 代理人: 梅高強(qiáng);劉煜

一種研磨裝置以及研磨方法，研磨裝置具有：基板保持裝置(1)，具有將基板W相對(duì)研磨面(2a)按壓的基板保持面(45a)以及配置為包圍基板W且與研磨面(2a)接觸的保持環(huán)(40)；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(13)，使基板保持裝置(1)以其軸心為中心旋轉(zhuǎn)；至少一個(gè)局部負(fù)荷施加機(jī)構(gòu)(110)，向保持環(huán)(40)的一部分施加局部負(fù)荷。保持環(huán)(40)能夠和基板保持面(45a)獨(dú)立地傾斜運(yùn)動(dòng)，局部負(fù)荷施加機(jī)構(gòu)(110)不和基板保持裝置(1)一體旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的研磨裝置以及研磨方法，能夠精密地控制晶片的研磨輪廓、特別是晶片邊緣部的研磨輪廓。

本申請(qǐng)是下述專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)：

申請(qǐng)?zhí)枺?01310216923.6

申請(qǐng)日：2013年5月31日

發(fā)明名稱：研磨裝置以及研磨方法

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種研磨晶片等基板的研磨裝置以及研磨方法。

背景技術(shù)

近年，隨著半導(dǎo)體器件的高集成化、高密度化，電路的配線越發(fā)微細(xì)化，多層配線的層數(shù)也在增加。由于為了達(dá)到電路的微細(xì)化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)多層配線，一邊沿襲著下側(cè)的層的表面凹凸一邊使階梯差變得更大，所以，隨著配線層數(shù)增加，薄膜形成時(shí)對(duì)于階梯差形狀的膜覆蓋性(臺(tái)階覆蓋)變壞。因此，用于實(shí)現(xiàn)多層配線，必須改善該臺(tái)階覆蓋，在適當(dāng)過(guò)程中進(jìn)行平坦化處理。另外，由于光刻的微細(xì)化的同時(shí)焦點(diǎn)深度變淺，所以，需要平坦化處理半導(dǎo)體器件表面以使半導(dǎo)體器件的表面的凹凸階梯差收斂于焦點(diǎn)深度以下。

因此，在半導(dǎo)體器件的制造工序中，半導(dǎo)體器件表面的平坦化變得越來(lái)越重要。該表面的平坦化中最重要的技術(shù)是化學(xué)機(jī)械研磨(CMP：Chemical Mechanical Polishing)。該化學(xué)機(jī)械研磨是，將含有二氧化硅(SiO₂)等磨粒的研磨液向研磨墊的研磨面上供給的同時(shí)使晶片滑動(dòng)接觸研磨面進(jìn)行研磨。

用于進(jìn)行CMP的研磨裝置包括支撐研磨墊的研磨臺(tái)、用于保持晶片的被稱為頂環(huán)或者研磨頭等的基板保持裝置。使用這樣的研磨裝置進(jìn)行晶片研磨的情況下，通過(guò)基板保持裝置保持晶片的同時(shí)，將該晶片相對(duì)研磨墊的研磨面以規(guī)定的壓力按壓。此時(shí)，通過(guò)使研磨臺(tái)和基板保持裝置相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)使晶片滑動(dòng)接觸研磨面，晶片的表面被研磨。

研磨中的晶片和研磨墊的研磨面之間的相對(duì)按壓力在晶片的全部表面為不均勻的情況下，由于施加在晶片的各部分的按壓力產(chǎn)生研磨不足或過(guò)度研磨。因此，為了使對(duì)于晶片的按壓力均勻化，在基板保持裝置的下部設(shè)有由彈性膜形成的壓力室，通過(guò)向該壓力室供給空氣等流體從而借助彈性膜通過(guò)流體壓力按壓晶片。

所述研磨墊由于具有彈性，所以，對(duì)研磨中的晶片的邊緣部(周緣部)施加的按壓力變得不均勻，有可能引起只有晶片的邊緣部被較多地研磨的、所謂的“塌邊(日文：縁だれ)”的情況。為了防止這樣的塌邊，保持晶片的邊緣部的保持環(huán)相對(duì)頂環(huán)主體(或者支架頭主體)設(shè)置成能夠上下運(yùn)動(dòng)，位于晶片的外周緣側(cè)的研磨墊的研磨面被保持環(huán)按壓。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2002－96261號(hào)公報(bào)

發(fā)明要解決的問(wèn)題

近年，半導(dǎo)體器件的種類飛躍地增加，對(duì)于每個(gè)器件或每個(gè)CMP工序(氧化膜研磨或金屬膜研磨等)調(diào)整晶片邊緣部的研磨輪廓的必要性正逐漸變高。該理由的其中之一列舉了，由于各CMP工序前實(shí)施的成膜工序因膜的種類而不同故而晶片的初期膜厚分布不同。由于通常在CMP后需要在晶片全部表面上做成均勻的膜厚分布，所以每個(gè)不同的初期膜厚分布所需要的研磨輪廓不同。

作為其他的理由，也列舉了從成本等觀點(diǎn)來(lái)看研磨裝置中使用的研磨墊或研磨液等種類增加了很多。研磨墊或研磨液等消耗材不同時(shí)，則特別是晶片邊緣部的研磨輪廓有較大的不同。在半導(dǎo)體器件制造中，由于晶片邊緣部的研磨輪廓對(duì)產(chǎn)品的成品率有較大影響，因而精密地調(diào)整晶片邊緣部的研磨輪廓非常重要。