晶圆抛光方法及抛光装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种晶圆抛光方法及抛光装置，其抑制晶圆外周的消除量的形状的偏差使其不随着抛光垫寿命的进展而变化。本发明专利技术的晶圆抛光方法其对贴附了抛光垫（12）的旋转平台（10）上供给浆料，并且用加压头（13）加压保持抛光垫（12）上的晶圆的同时使旋转平台（10）及加压头（13）旋转，以对晶圆的单面进行抛光，其监测晶圆抛光中的抛光垫（12）的表面温度T及旋转驱动旋转平台（10）的马达（11a）的负荷电流值（F）而计算出F/T值，并基于所述F/T值控制旋转平台（10）的旋转速度及加压头（13）的抛光压力中的至少一个。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】晶圆抛光方法及抛光装置
本专利技术涉及一种晶圆抛光方法及抛光装置，尤其涉及一种硅晶圆的单片抛光工序中抛光条件的控制方法。
技术介绍
硅晶圆被广泛用作半导体器件的基板材料。通过对单晶硅锭依次进行如下工序来制造硅晶圆：外周磨削、切片、研磨（lapping）、蚀刻、双面抛光、单面抛光、清洗等。其中，单面抛光工序为去除晶圆表面的凹凸或高低起伏以提高平坦度的必要工序，使用CMP（ChemicalMechanicalPolishing：化学机械抛光）法进行镜面加工。通常，在硅晶圆的单面抛光工序中使用单片式的晶圆抛光装置（CMP装置）。该晶圆抛光装置具备贴附了抛光布的旋转平台及在按压并保持旋转平台上的晶圆的加压头，一边供给浆料，一边使得旋转平台及加压头分别旋转，由此抛光晶圆的单面。为了提高晶圆的加工精度，例如专利文献1中记载了将磨光平台的温度控制为恒定的现有技术，其用放射温度计测定粘附在磨光平台上表面的抛光布的加工时的温度，并向水冷套供给或阻断冷却水，以使得该温度为恒定。另外，专利文献2中记载了一种半导体晶圆的镜面抛光装置，其用非接触的方式测定平台变位的涡电流式变位检测器测定头设置在相较于平台的半径方向中心更靠外周部的位置。相较于用放射温度计测定抛光垫上的温度或者测定已回收的抛光液温度等所求出的温度变化来预测平台的形状变化的方法，使用涡电流式变位检测器测定头的方法其测定结果不会有延迟，并且能够精确地测定平台的形状变化。另外，专利文献3中记载了在用马达使具备抛光布的台旋转以抛光被加工物的抛光方法中，按根据抛光工艺被区分的每一区间来获得抛光时的所述马达的转矩电流值，并根据以各区间中的转矩电流值作为解释变量的多元回归方程式确定被加工物的抛光时间。另外，专利文献4中记载了为了要确实且迅速地进行硅基板等被加工物的抛光加工终点的检测，根据旋转驱动用于抛光被加工物的平台的驱动电流的积分值判定加工终点。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平07-171759号公报专利文献2：日本特开平07-307317号公报专利文献3：日本特开2004-106123号公报专利文献4：日本特开平09-70753号公报。以往，在单片抛光工序中，通过从开始使用到因其磨损而被更换为止的抛光垫寿命中，用恒定的抛光压力及恒定的旋转速度进行抛光加工。但是，抛光垫的物性随着垫寿命的进展而变化，由此有以下的问题：即使是相同的加工条件，在抛光垫开始使用时的初始阶段和更换前的最后阶段中，晶圆外周的消除量的形状有所不同。为了要从1片晶圆制造出更多的器件，必须要尽可能增加边缘区域附近的芯片获得数。因此，被要求位于晶圆边缘附近且没有制造出器件的区域（边缘刨除区域）的狭小化。因为晶圆的外周会被倒边，因此优选仅该被倒边的区域为边缘刨除区域。但是，单面抛光工序中，通过与抛光垫的接触而使得晶圆外周部的消除量变多，晶圆的边缘附近会有未预期的厚度减少,即发生外周塌边（边缘滚降），因此很难对相较于被倒边区域更靠内侧的整个区域都以所要求的平坦度加以平坦化。并且如上所述，抛光垫寿命的初始阶段和最后阶段中的塌边量（边缘滚降量）不同，因此要求改善。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种晶圆抛光方法及抛光装置，其能够抑制晶圆外周的消除量的形状的偏差使其不随着抛光垫寿命的进展而变化。用于解决技术问题的方案为了解决上述技术问题，基于本专利技术的晶圆抛光方法，其对贴附了抛光垫的旋转平台上供给浆料，并且用加压头加压保持所述抛光垫上的晶圆的同时使所述旋转平台及所述加压头旋转以对所述晶圆的单面进行抛光，所述晶圆抛光方法的特征在于，监测旋转驱动所述旋转平台的马达的负荷电流值F及所述晶圆抛光中的所述抛光垫的表面温度T而计算出F/T值，并基于所述F/T值控制相对于所述晶圆的所述旋转平台的旋转速度及所述加压头的抛光压力中的至少一个。在本专利技术中，负荷电流值F表示机械抛光的强度，表面温度T表示化学抛光的强度，F/T值为表示机械去除作用和化学去除作用的平衡的指标。基于本专利技术的晶圆抛光方法中，通过持续监测该F/T值能够掌握晶圆的边缘滚降量随着抛光垫寿命的进展而呈现的微妙变化，且通过将F/T值反馈到抛光条件，能够将晶圆的边缘滚降量控制为恒定，并能够抑制外周的消除量的形状的偏差。基于本专利技术的晶圆抛光方法，既优选配合所述F/T值的增加使所述旋转平台的旋转速度加快，也优选配合所述F/T值的增加使所述加压头的抛光压力减小。如此，通过配合F/T值的增加而控制旋转平台的旋转速度或加压头的抛光压力而在整个垫寿命中都能够制造出边缘滚降量恒定的晶圆。基于本专利技术的晶圆抛光方法，优选相较于所述加压头的抛光压力，优先控制所述旋转平台的旋转速度。通过对加压头的抛光压力增加的控制而使得抛光垫的磨损变快，由于1个抛光垫能够对应的晶圆抛光加工次数的减少而有可能导致生产率降低，但通过尽可能增加旋转平台的控制量，就能够解决此问题。基于本专利技术的晶圆抛光方法，优选基于前批次的晶圆加工工序中所测定的所述F/T值，设定下一批次之后的晶圆加工工序中的所述旋转平台的旋转速度或所述加压头的抛光压力。由此能够防止因为在加工中途改变条件而可能对晶圆的品质造成的不良影响，并且也不会有控制延迟的问题。并且，基于本专利技术的晶圆抛光装置，其对贴附了抛光垫的旋转平台上供给浆料，并且用加压头加压保持所述抛光垫上的晶圆的同时使所述旋转平台及所述加压头旋转以对所述晶圆的单面进行抛光，所述晶圆抛光装置的特征在于，具备：电流测定电路，测定旋转驱动所述旋转平台的马达的负荷电流值F；温度计，测定所述抛光垫的表面温度T；以及控制部，由所述负荷电流值F及所述表面温度T而计算出F/T值，并基于所述F/T值控制所述旋转平台的旋转速度及所述加压头的抛光压力中的至少一个。根据本专利技术，如上所述能够通过抛光垫寿命抑制外周的消除量的形状的偏差，并且能够制造出边缘滚降量恒定的晶圆。本专利技术中，既优选所述控制部配合所述F/T值的增加使所述旋转平台的旋转速度加快，也优选配合所述F/T值的增加使所述加压头的抛光压力减小。如此，通过配合F/T值的增加而控制旋转平台的旋转速度或加压头的抛光压力而在整个垫寿命中都能够制造出边缘滚降量恒定的晶圆。本专利技术中，优选所述控制部相较于所述加压头的抛光压力，优先控制所述旋转平台的旋转速度。通过对加压头的抛光压力增加的控制而使得抛光垫的磨损变快，由于1个抛光垫能够对应的晶圆抛光加工次数的减少而有可能导致生产率降低，但通过尽可能增加旋转平台的控制量，就能够解决此问题。本专利技术中，优选所述控制部基于前批次的晶圆加工工序中所测定的所述F/T值，设定下一批次之后的晶圆加工工序中的所述旋转平台的旋转速度或所述加压头的抛光压力。由此能够防止因为在加工中途改变条件而可能对晶圆的品质造成的不良影响，并且也不会有控制延迟的问题。专利技术效果根据本专利技术，提供一种晶圆抛光方法及抛光装置，其能够抑制晶圆外周的消除量的形状的偏差使其不随着抛光垫寿命的进展而变化。附图说明图1为表示基于本专利技术的实施方式的晶圆抛光装置的结构的概略侧视图。图2为表示旋转平台的旋转速度和F/T值的关系的曲线图。图3为表示加压头的抛光压力和F/T值的关系的曲线图。图4为表示F/T值和晶圆的边缘滚降量的关系的曲线图。图5为表示基于比较例的晶圆抛光方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆抛光方法，其对贴附了抛光垫的旋转平台上供给浆料并且用加压头加压保持所述抛光垫上的晶圆的同时使所述旋转平台及所述加压头旋转以对所述晶圆的单面进行抛光，所述晶圆抛光方法的特征在于，监测旋转驱动所述旋转平台的马达的负荷电流值F及所述晶圆抛光中的所述抛光垫的表面温度T而计算出F/T值，并基于所述F/T值控制所述旋转平台的旋转速度及所述加压头的抛光压力中的至少一个。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.18 JP 2015-2473411.一种晶圆抛光方法，其对贴附了抛光垫的旋转平台上供给浆料并且用加压头加压保持所述抛光垫上的晶圆的同时使所述旋转平台及所述加压头旋转以对所述晶圆的单面进行抛光，所述晶圆抛光方法的特征在于，监测旋转驱动所述旋转平台的马达的负荷电流值F及所述晶圆抛光中的所述抛光垫的表面温度T而计算出F/T值，并基于所述F/T值控制所述旋转平台的旋转速度及所述加压头的抛光压力中的至少一个。2.根据权利要求1所述的晶圆抛光方法，其中，配合所述F/T值的增加而使所述旋转平台的旋转速度加快。3.根据权利要求1或2所述的晶圆抛光方法，其中，配合所述F/T值的增加使所述加压头的抛光压力减小。4.根据权利要求1至3中任一项所述的晶圆抛光方法，其中,相较于所述加压头的抛光压力，优先控制所述旋转平台的旋转速度。5.根据权利要求1至4中任一项所述的晶圆抛光方法，其中，基于前批次的晶圆加工工序中已测定的所述F/T值，设定下一批次之后的晶圆加工工序中的所述旋转平台的旋转速度或所述加压头的抛光压力。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：川崎智宪，寺川良也，
申请(专利权)人：胜高股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP