研磨方法及研磨装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够获取膜厚的测定点的实际位置，并且能够将最佳的研磨压力施加到晶片等基板的研磨装置和研磨方法。在基板(W)的研磨过程中，基板检测传感器(8)以及膜厚传感器(7)一边横穿基板(W)的表面，一边基板检测传感器(8)以预先设定的周期生成基板检测信号，且膜厚传感器(7)在规定的测定点生成膜厚信号，根据基板检测信号的数量，计算出基板(W)的中心相对于研磨头(1)的中心的偏心角，并且基于偏心角修正规定的测定点的位置，基于规定的测定点的修正后的位置和膜厚信号，对研磨头(1)按压基板(W)的研磨压力进行控制。

Grinding Method and Grinding Device

The invention provides a grinding device and a grinding method which can obtain the actual position of the measuring point of film thickness and apply the best grinding pressure to the substrate such as wafers. During the grinding process of the substrate (W), the substrate detection sensor (8) and the film thickness sensor (7) cross the surface of the substrate (W), while the substrate detection sensor (8) generates the substrate detection signal with a predetermined period, and the film thickness sensor (7) generates the film thickness signal at the specified measuring point. According to the number of the substrate detection signal, the center of the substrate (W) relative to the grinding head (1) is calculated. The eccentricity angle of the center of the grinding head (1) is used to control the grinding pressure of the grinding head (1) pressing the substrate (W) based on the eccentricity angle to correct the position of the prescribed measuring point and the corrected position of the prescribed measuring point and the film thickness signal.

【技术实现步骤摘要】
研磨方法及研磨装置
本专利技术涉及一种研磨晶片等基板的方法及装置，尤其涉及一种在基板的研磨过程中获取包括基板的中心部以及边缘部的基板的表面上的膜厚分布，并且基于获得的膜厚分布对施加于基板的研磨压力进行控制的方法及装置。
技术介绍
近年来，半导体设备的微细化已经发展到布线宽度小于10nm的阶段，并且伴随于此关于膜厚也需要纳米级的严格的管理。用于研磨晶片的表面的研磨装置构成为在晶片的研磨过程中获取包括晶片的中心部以及边缘部的晶片的整个表面上的膜厚分布，并且基于获得的膜厚分布对施加到晶片的研磨压力进行控制。图16是表示现有的研磨装置的示意图。研磨台101和研磨头102在相同的方向上旋转，并且浆料从浆料喷嘴105被供给到研磨台101上的研磨垫110上。通过研磨头102将晶片W按压于研磨垫110，以在浆料存在于晶片W与研磨垫110之间的状态下研磨晶片W的表面。研磨头102包括配置于晶片W的周围的挡环103，通过该挡环103可防止晶片W在研磨过程中从研磨头102脱落。每当研磨台101旋转一周，配置在研磨台101内的膜厚传感器112一边横穿晶片W的表面，一边测定晶片W的膜厚。膜厚的测定值被反馈给控制部117，控制部117基于膜厚的测定值来确定最佳的研磨压力，研磨头102通过将确定了的研磨压力施加到晶片W而将晶片W按压于研磨垫110。通过这样的反馈控制，能够达成目标的膜厚轮廓。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-138442号公报专利技术所要解决的课题上述膜厚传感器112配置于每当研磨台101旋转一周都通过研磨头102的中心的位置。因此，膜厚的测定点分布在包括晶片W的中心以及边缘部的区域。在测定点分布在包括晶片W的中心以及边缘部的区域的这一假定的基础上，控制部117基于膜厚的测定值和膜厚的测定点的位置信息来确定该测定点的适当的研磨压力。然而，如图17所示，挡环103的内径与晶片W的直径之间存在差异，在晶片W的研磨过程中，通过作用于晶片W与研磨垫110之间的摩擦力，晶片W的最外周被按压于挡环103的内周面103a。其结果是，晶片W的中心偏离研磨头102的中心，实际膜厚的测定点与上述假定基础上的测定点不同。当测定点的位置信息不准确时，则不能在该测定点将最佳的研磨压力施加于晶片W。尤其是，在晶片W的边缘部，膜厚随着半径位置会较大地变化，必然最佳的研磨压力也会随着半径位置而改变。因此，但在实际的测定点与上述假定基础上的测定点之间存在位置偏差时，由控制部117所确定的研磨压力与最佳的研磨压力之间会产生差异，其结果是，有时无法获得作为目标的膜厚轮廓。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，提供一种研磨方法及研磨装置，能够获取膜厚的测定点的实际位置，并且能够将最佳的研磨压力施加到晶片等基板。用于解决课题的手段本专利技术的一方式的研磨方法，其中，使研磨台旋转，在该研磨台的内部配置基板检测传感器以及膜厚传感器，通过具备挡环的研磨头将基板按压于所述研磨台上的研磨垫并对该基板进行研磨，在所述基板的研磨过程中，一边使所述基板检测传感器以及所述膜厚传感器横穿所述基板的表面，一边使所述基板检测传感器以预先设定的周期生成基板检测信号，且使所述膜厚传感器在规定的测定点生成膜厚信号，根据所述基板检测信号的数量，计算出所述基板的中心相对于所述研磨头的中心的偏心角，基于所述偏心角修正所述规定的测定点的位置，基于所述规定的测定点的修正后的位置和所述膜厚信号，对所述研磨头按压所述基板的研磨压力进行控制。本专利技术优选的方式中，从所述研磨台的中心至所述基板检测传感器的距离比从所述研磨台的中心至所述膜厚传感器的距离短。本专利技术优选的方式中，在所述基板的研磨过程中，所述基板检测传感器横穿所述基板的边缘部，所述膜厚传感器横穿所述边缘部以及该边缘部的内侧的区域。本专利技术优选的方式中，基于所述偏心角修正所述规定的测定点的位置的工序是如下工序：根据将所述基板的直径与所述挡环的内径的差除以2而得到的数值和所述偏心角，计算出坐标修正值，并基于所述坐标修正值修正所述规定的测定点的位置。本专利技术优选的方式中，所述基板检测传感器是膜厚传感器。本专利技术优选的方式中，所述基板检测传感器是光学式膜厚传感器。本专利技术优选的方式中，所述基板检测传感器是涡电流传感器。本专利技术的一方式的研磨装置，其中，包括：研磨台，该研磨台用于支承研磨垫；研磨头，该研磨头将基板按压于所述研磨垫并对所述基板进行研磨；膜厚传感器，该膜厚传感器设置于所述研磨台，并且在规定的测定点生成膜厚信号；基板检测传感器，该基板检测传感器设置于所述研磨台，并且以预先设定的周期生成基板检测信号；数据处理部，该数据处理部根据所述基板检测信号的数量计算出所述基板的中心相对于所述研磨头的中心的偏心角，基于所述偏心角修正所述规定的测定点的位置，并且基于所述规定的测定点的修正后的位置和所述膜厚信号来确定所述研磨头按压所述基板的研磨压力的目标值；以及动作控制部，该动作控制部基于所述研磨压力的目标值对所述研磨头按压所述基板的研磨压力进行控制。本专利技术优选的方式中，从所述研磨台的中心至所述基板检测传感器的距离比从所述研磨台的中心至所述膜厚传感器的距离短。本专利技术优选的方式中，所述数据处理部构成为，根据将所述基板的直径与所述研磨头所具备的挡环的内径的差除以2而得到的数值和所述偏心角，计算出坐标修正值，并基于所述坐标修正值修正所述规定的测定点的位置。本专利技术优选的方式中，所述基板检测传感器是膜厚传感器。本专利技术优选的方式中，所述基板检测传感器是光学式膜厚传感器。本专利技术优选的方式中，所述基板检测传感器是涡电流传感器。专利技术的效果根据本专利技术，能够根据基板的偏心角确定膜厚的测定点的实际位置。因此，能够基于在测定点的实际位置所生成的膜厚信号确定最佳的研磨压力，其结果是，能够达成作为目标的膜厚轮廓。附图说明图1是表示研磨装置的一实施方式的示意图。图2是表示图1所示的由一台计算机构成数据处理部、动作控制部和传感器控制部的一实施方式的示意图。图3是研磨头的剖视图。图4是表示设置于研磨台内的膜厚传感器以及晶片检测传感器(基板检测传感器)的配置的俯视图。图5是包括由光学式膜厚传感器构成的膜厚传感器和由涡电流传感器构成的膜厚传感器的研磨装置的传感器配置图。图6是表示研磨过程中的晶片和挡环的示意图。图7是表示挡环内的晶片偏向研磨台中心侧的例子的示意图。图8是表示挡环内的晶片在研磨台的移动方向上偏向下游侧的例子的示意图。图9是表示挡环内的晶片偏向研磨台外侧的例子的示意图。图10是用于说明偏心角的图。图11是表示通过执行模拟而获得的相关数据的一例的图表。图12是表示在研磨台的中心与晶片检测传感器之间的距离是200mm的条件下通过执行模拟而获得的相关数据的一例的图表。图13是在研磨台的中心与晶片检测传感器之间的距离是330mm的条件下通过执行模拟而获得的相关数据的一例的图表。图14是表示修正晶片上的测定点的位置的一实施方式的示意图。图15是说明由膜厚传感器构成的晶片检测传感器检测晶片的机制的示意图。图16是表示现有的研磨装置的示意图。图17是用于说明晶片的直径与挡环的内径的差的图。符号说明1研磨头2研磨垫2a研磨面3研磨台5研磨液供给喷嘴6台电机7膜厚传感器8晶片检测传感器(基板检测传感器)9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种研磨方法，其特征在于，使研磨台旋转，在该研磨台的内部配置基板检测传感器以及膜厚传感器，通过具备挡环的研磨头将基板按压于所述研磨台上的研磨垫并对该基板进行研磨，在所述基板的研磨过程中，一边使所述基板检测传感器以及所述膜厚传感器横穿所述基板的表面，一边使所述基板检测传感器以预先设定的周期生成基板检测信号，且使所述膜厚传感器在规定的测定点生成膜厚信号，根据所述基板检测信号的数量，计算出所述基板的中心相对于所述研磨头的中心的偏心角，基于所述偏心角修正所述规定的测定点的位置，基于所述规定的测定点的修正后的位置和所述膜厚信号，对所述研磨头按压所述基板的研磨压力进行控制。

【技术特征摘要】
2017.10.24 JP 2017-2054001.一种研磨方法，其特征在于，使研磨台旋转，在该研磨台的内部配置基板检测传感器以及膜厚传感器，通过具备挡环的研磨头将基板按压于所述研磨台上的研磨垫并对该基板进行研磨，在所述基板的研磨过程中，一边使所述基板检测传感器以及所述膜厚传感器横穿所述基板的表面，一边使所述基板检测传感器以预先设定的周期生成基板检测信号，且使所述膜厚传感器在规定的测定点生成膜厚信号，根据所述基板检测信号的数量，计算出所述基板的中心相对于所述研磨头的中心的偏心角，基于所述偏心角修正所述规定的测定点的位置，基于所述规定的测定点的修正后的位置和所述膜厚信号，对所述研磨头按压所述基板的研磨压力进行控制。2.如权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，从所述研磨台的中心至所述基板检测传感器的距离比从所述研磨台的中心至所述膜厚传感器的距离短。3.如权利要求2所述的研磨方法，其特征在于，在所述基板的研磨过程中，所述基板检测传感器横穿所述基板的边缘部，所述膜厚传感器横穿所述边缘部以及该边缘部的内侧的区域。4.如权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，基于所述偏心角修正所述规定的测定点的位置的工序是如下工序：根据将所述基板的直径与所述挡环的内径的差除以2而得到的数值和所述偏心角，计算出坐标修正值，并基于所述坐标修正值修正所述规定的测定点的位置。5.如权利要求1～4中的任一项所述的研磨方法，其特征在于，所述基板检测传感器是膜厚传感器。6.如权利要求5所述的研磨方法，其特征在于，所述基板检...

【专利技术属性】
技术研发人员：八木圭太，渡边夕贵，佐佐木俊光，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP