[發明專利]研磨方法及研磨裝置

有效

• 申請號: 201811306978.5
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN109746823B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 八木圭太;佐佐木俊光
• 申請（專利權）人: 株式會社荏原制作所
• 主分類號: B24B37/005
• 分類號: B24B37/005;B24B37/20;B24B37/27;B24B37/34
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 張麗穎

本發明提供一種能夠在不改變膜厚傳感器的測定周期且不增大測定數據量的情況下提高膜厚測定的空間分辨率的研磨方法及研磨裝置。研磨方法使配置于距研磨臺(3)的中心(O)相同的距離處的第一膜厚傳感器(7a)及第二膜厚傳感器(7b)與研磨臺(3)一起旋轉，一邊通過研磨頭(1)將基板(W)按壓于旋轉的研磨臺(3)上的研磨墊(2)而對該基板(W)的表面進行研磨，一邊由第一膜厚傳感器(7a)及第二膜厚傳感器(7b)生成表示在基板(W)的表面上的、距基板(W)的中心的距離不同的測定點處的膜厚的信號值，基于第一膜厚傳感器(7a)及第二膜厚傳感器(7b)所生成的信號值，控制從研磨頭(1)施加于基板(W)的研磨壓力。

技術領域

本發明涉及對晶片等基板進行研磨的方法及裝置，尤其是，涉及如下的方法和裝置：在基板的研磨中取得包括基板的中心部及邊緣部在內的基板的表面上的膜厚分布，并基于得到的膜厚分布控制施加于基板的研磨壓力，及/或檢測研磨終點。

背景技術

近年來，半導體設備的微細化發展至配線寬度小于10nm的階段，隨之關于膜厚也需要納米級別的嚴密的管理。一般的研磨終點檢測系統利用設置于研磨臺的一個膜厚傳感器測定晶片的膜厚，基于膜厚的測定值來檢測研磨終點。然而，研磨終點檢測的分辨率相當于研磨臺每旋轉一次的研磨量，對于高精度地檢測研磨終點而言不充分。

因此，如專利文獻1所公開的那樣，有通過在研磨臺上設置多個膜厚傳感器，來提高研磨臺每旋轉一次的研磨終點檢測的分辨率的技術。根據該技術，不僅能夠提高研磨終點的精度，而且能夠提高晶片研磨中的膜厚控制精度。即，在晶片的研磨中取得包含晶片的中心部及邊緣部在內的晶片整面的膜厚分布，并基于得到的膜厚分布控制對于晶片的研磨壓力，由此能夠提高晶片面內的膜厚均勻性。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2012-138442號公報

發明要解決的課題

最近，要求精密地控制晶片研磨中的膜厚輪廓。尤其是，晶片的邊緣部的膜厚伴隨著距晶片中心的半徑方向上的距離而比較大地變化，要求控制對于邊緣部內的更細致的區域的研磨壓力。為了響應這樣的要求，通過提高膜厚測定的空間分辨率而精密地測定膜厚分布這一點較為重要。為了提高膜厚測定的空間分辨率的一個解決方案是縮短膜厚傳感器的測定周期。然而，若縮短膜厚傳感器的測定周期，則研磨臺每旋轉一次的測定數據量增大，導致數據通信量及計算負荷增加。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種能夠在不改變膜厚傳感器的測定周期且不增大測定數據量的情況下，提高膜厚測定的空間分辨率的研磨方法及研磨裝置。

用于解決課題的手段

本發明的一實施方式是研磨方法，其中，使配置于距研磨臺的中心相同的距離處的第一膜厚傳感器及第二膜厚傳感器與所述研磨臺一起旋轉，一邊通過研磨頭將基板按壓于旋轉的所述研磨臺上的研磨墊而對該基板的表面進行研磨，一邊由所述第一膜厚傳感器及所述第二膜厚傳感器生成表示所述基板的表面上的、距所述基板的中心的距離不同的測定點處的膜厚的信號值，基于所述第一膜厚傳感器及所述第二膜厚傳感器生成的信號值，控制從所述研磨頭施加于所述基板的研磨壓力。

本發明的優選的實施方式中，還包括如下工序：

在所述研磨臺的第N次旋轉內的第一時點取得所述第一膜厚傳感器所生成的信號值，取得在所述研磨臺的第N次旋轉中所述第二膜厚傳感器所生成的最新的信號值和在所述研磨臺的第N-1次旋轉中所述第二膜厚傳感器所生成的上一次的信號值，根據所述最新的信號值和所述上一次的信號值來計算相當于所述第一時點時的所述第二膜厚傳感器的信號值的插值信號值，基于所述第一膜厚傳感器及所述第二膜厚傳感器所生成的信號值，控制從所述研磨頭施加于所述基板的研磨壓力的工序是如下工序：基于在所述第一時點時所述第一膜厚傳感器所生成的信號值及所述插值信號值，控制從所述研磨頭施加于所述基板的研磨壓力。