[發明專利]研磨裝置及研磨方法

有效

• 申請號: 201910720628.1
• 申請日: 2019-08-06
• 公開（公告）號: CN110802506B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 陳柏翰;外崎宏;曾根忠一
• 申請（專利權）人: 株式會社荏原制作所
• 主分類號: B24B37/10
• 分類號: B24B37/10;B24B37/32;B24B37/34;B24B57/02;B24B57/00
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 肖華

本發明提供一種降低研磨液的使用量的研磨裝置及研磨方法。研磨裝置使用具有研磨面的研磨墊進行研磨對象物的研磨，具備：研磨臺，所述研磨臺構成為能夠旋轉，并用于支承所述研磨墊；基板保持部，所述基板保持部用于保持研磨對象物并將研磨對象物按壓于所述研磨墊；供給裝置，所述供給裝置用于在按壓于所述研磨墊的狀態下向所述研磨面供給研磨液；以及按壓機構，所述按壓機構對所述研磨墊按壓所述供給裝置，所述按壓機構能夠分別調整將所述供給裝置的上游側及下游側的側壁按壓于研磨面的力。

技術領域

本發明涉及研磨裝置及研磨方法。

背景技術

在半導體器件的制造工序中，半導體器件表面的平坦化技術變得越來越重要。作為平坦化技術，已知有化學機械研磨(CMP(Chemical Mechanical Polishing))。在該化學機械研磨中，使用研磨裝置將含有二氧化硅(SiO₂)、二氧化鈰(CeO₂)等磨粒的研磨液(漿料)供給至研磨墊并使半導體晶片等基板與研磨墊滑動接觸而進行研磨。

進行CMP工藝的研磨裝置具備支承研磨墊的研磨臺和用于保持基板的被稱為頂環或研磨頭等的基板保持機構。該研磨裝置從研磨液供給噴嘴向研磨墊供給研磨液，以預定的壓力對研磨墊的表面(研磨面)按壓基板。此時，通過使研磨臺和基板保持機構旋轉，基板與研磨面滑動接觸，基板的表面被研磨平坦并被研磨成鏡面。

基板的研磨速率不僅取決于對基板的研磨墊的研磨載荷，還取決于研磨墊的表面溫度。這是因為，研磨液對于基板的化學作用取決于溫度。另外，根據制造的基板，為了防止品質的降低，期望在低溫下執行CMP工藝。因此，在研磨裝置中，重要的是將基板研磨中的研磨墊的表面溫度保持為最佳值。因此，近年來，提出了具備調節研磨墊的表面溫度的溫度調節機構的研磨裝置。

另外，CMP裝置中使用的研磨液昂貴，使用過的研磨液的處理也需要成本，因此為了削減CMP裝置的運轉成本及半導體器件的制造成本，要求削減研磨液的使用量。另外，要求抑制或防止使用過的研磨液及副產物對基板的品質和/或研磨速率的影響。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2001-150345號公報

專利文獻2：日本專利第4054306號說明書

專利文獻3：日本特開2008-194767號公報

專利文獻4：美國專利公開2016/0167195號說明書

發明內容

作為削減漿料使用量的一例，有如下結構(專利文獻1)：設置具有在面向研磨墊的一側開口的凹部的殼體，在凹部的周圍設置有與研磨墊接觸的保持器。在該結構中，在殼體內設置研磨液的供給路徑而向凹部內供給研磨液，從保持器與研磨墊的狹小的間隙送出研磨液，由此形成研磨液的薄層。另外，作為其他例子，有如下結構(專利文獻2)：向分配裝置的倒角后的前緣的外側供給研磨液，在前緣的倒角部分將研磨液按壓于研磨墊，由此在研磨墊的槽內充滿研磨液，并且利用分配裝置的后緣形成研磨液的薄層。這些漿液供給方法的結構比較復雜，使用量削減的效果也不充分，存在改善的余地。

作為除去使用過的研磨液的例子，有以與真空配管連結的吸入口和與壓力水配管連結的清洗噴嘴接近排列的方式配置的研磨裝置用的清洗裝置(專利文獻3)。另外，有如下結構(專利文獻4)：在噴涂系統的主體的寬度方向兩側設置流體出口，并且在兩側的流體出口之間設置流體入口，從兩側的流體出口朝向流體入口方向在研磨面上噴射流體，并且從流體入口回收含有使用過的研磨液的流體。在這些結構中，需要吸引并回收使用過的研磨液和噴射的清洗液，需要較大的吸引力。

本發明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于解決上述課題的至少一部分。

用于解決課題的技術方案