研磨头、研磨装置及半导体晶圆的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种研磨头，具有第一环状部件、板状部件、膜、背垫、第二环状部件，前述第一环状部件具有开口部，前述板状部件封堵上述第一环状部件的上表面侧开口部，前述膜封堵上述第一环状部件的下表面侧开口部，前述背垫贴合于上述膜的下表面，前述第二环状部件位于上述背垫的下方，具有保持研磨对象的工件的开口部，上述第一环状部件的开口部被上述板状部件和上述膜封堵而形成的空间部具有中央区域和借助间隔件与该中央区域间隔的外周区域，并且，上述第二环状部件的内周端部区域位于上述外周区域的外周端的铅垂下方。本发明专利技术提供包括该研磨头的研磨装置。本发明专利技术提供使用该研磨装置的半导体晶圆的制造方法。置的半导体晶圆的制造方法。置的半导体晶圆的制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】研磨头、研磨装置及半导体晶圆的制造方法
[0001]本申请主张2019年4月5日申请的日本特愿2019
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72485号的优先权，特别地，将其全部记载作为公开引用于此。


[0002]本专利技术涉及研磨头、研磨装置及半导体晶圆的制造方法。

技术介绍

[0003]研磨半导体晶圆等工件的表面的装置中，有研磨工件的单面的单面研磨装置和研磨工件的双面的双面研磨装置。单面研磨装置中，通常将保持于研磨头的工件的研磨对象表面推压至粘贴于平台的研磨垫的同时，使研磨头和平台分别旋转，使工件的研磨对象表面与研磨垫滑动接触。这样通过将研磨剂供给至滑动接触的研磨对象表面与研磨垫之间，能够研磨工件的研磨对象表面。
[0004]如上所述的单面研磨装置中，作为将被保持于研磨头的工件推压至研磨垫的方法，已知有橡胶夹紧方式(日本特开2008
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110407号公报(特别地，将其全部记载作为公开引用于此)参照)。
[0005]橡胶夹紧方式的研磨头中，通过将空气等气体导入膜(日本特开2008
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110407号公报中为橡胶膜)的背面的空间来使膜膨胀，能够经由位于膜的下方的背垫(日本特开2008
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110407号公报中为衬垫)推压工件。
[0006]使用如上所述的橡胶夹紧方式的研磨头的以往的单面研磨装置中，在工件的研磨对象表面，外周部的研磨量控制困难成为问题。与此相对，若能够容易地控制对工件的研磨对象表面的外周部施加的研磨面压力，则在工件的研磨对象表面能够容易控制外周部的研磨量。

技术实现思路

[0007]本专利技术的一方案提供能够容易地控制对工件的研磨对象表面的外周部施加的研磨面压力的研磨头。
[0008]本专利技术的一方案是一种研磨头，其特征在于，具有第一环状部件、板状部件、膜、背垫、第二环状部件，前述第一环状部件具有开口部，前述板状部件封堵上述第一环状部件的上表面侧开口部，前述膜封堵上述第一环状部件的下表面侧开口部，前述背垫贴合于上述膜的下表面，前述第二环状部件位于上述背垫的下方，具有保持研磨对象的工件的开口部，上述第一环状部件的开口部被上述板状部件和上述膜封堵而形成的空间部具有中央区域和借助间隔件与该中央区域间隔的外周区域，并且，上述第二环状部件的内周端部区域位于上述外周区域的外周端的铅垂下方。
[0009]借助上述研磨头，通过将气体导入至上述空间部来使膜膨胀，能够对被保持于第二环状部件的开口部的工件的研磨对象表面施加研磨面压力。可以想到，工件的研磨对象表面的外周部位于空间部的外周端的铅垂下方的研磨头中，对工件的研磨对象表面的外周
部施加的研磨面压力容易受到由于研磨垫的材质的不同、磨损引起的部件的厚度变化等各种要因的影响。这被认为是，难以控制对工件的研磨对象表面的外周部施加的研磨面压力。与此相对，上述研磨头中，将工件保持于其开口部的第二环状部件的内周端部区域位于空间部的外周端的铅垂下方。进而，上述研磨头的空间部具有中央区域和被间隔件间隔的独立的空间即外周区域。因此，将导入空间部的外周区域的气体的量与导入中央区域的气体的量独立地调整，由此，能够将对工件的研磨对象表面的外周部施加的研磨面压力各种各样地控制。这样，根据上述研磨头，能够容易控制对工件的研磨对象表面的外周部施加的研磨面压力。
[0010]一方案中，可以是，上述研磨头中，上述背垫介于上述膜的下表面的外周部、上述第二环状部件、圆环状上表面之间。
[0011]一方案中，可以是，上述研磨头具有将气体导入上述中央区域的导入路、将气体导入上述外周区域的导入路。
[0012]本专利技术的一方案涉及具有上述研磨头、研磨垫、支承上述研磨垫的平台的研磨装置。
[0013]本专利技术的一方案涉及包括借助上述研磨装置将研磨对象的晶圆的表面研磨来形成研磨面的工序。
[0014]根据本专利技术的一方案的上述研磨头，能够容易地控制对工件的研磨对象表面的外周部施加的研磨面压力。此外，根据本专利技术的一方案，也能够提供具有该研磨头的研磨装置、及使用该研磨装置的半导体晶圆的制造方法。
附图说明
[0015]图1是显示本专利技术的一方式的研磨头的一例的概略剖视图。
[0016]图2是图1所示的研磨头的局部放大图。
[0017]图3是表示空间部与第二环状部件的位置关系的一例的俯视图。
[0018]图4A是表示板状部件的一例的概略剖视图。
[0019]图4B是表示板状部件的一例的概略剖视图。
[0020]图5A表示将研磨头的空间部的中央区域与外周区域间隔的间隔件的截面形状例。
[0021]图5B表示将研磨头的空间部的中央区域与外周区域间隔的间隔件的截面形状例。
[0022]图5C表示将研磨头的空间部的中央区域与外周区域间隔的间隔件的截面形状例。
[0023]图5D表示将研磨头的空间部的中央区域与外周区域间隔的间隔件的截面形状例。
[0024]图5E表示将研磨头的空间部的中央区域与外周区域间隔的间隔件的截面形状例。
[0025]图5F表示将研磨头的空间部的中央区域与外周区域间隔的间隔件的截面形状例。
[0026]图6是关于从研磨头的空间部对膜施加的压力的说明图。
[0027]图7是表示研磨装置的一例的概略剖视图。
[0028]图8是表示比较例1中对工件的研磨对象表面施加的研磨面压力的面内分布的图表。
[0029]图9是表示比较例1的工件的研磨对象表面的面内的研磨量分布的图表。
[0030]图10是表示实施例1中使外周部控制压力Pe变化的情况下对工件的研磨对象表面施加的研磨面压力的面内分布的图表。
[0031]图11是表示对实施例1的工件的研磨对象表面施加的研磨面压力的面内分布的图表(改变背垫的厚度
・
背垫的压缩弹性模量来将外周部控制压力Pe设为9kPa时)。
[0032]图12是表示对实施例1的工件的研磨对象表面施加的研磨面压力的面内分布的图表(改变背垫的厚度
・
背垫的压缩弹性模量来将外周部控制压力Pe设为11kPa时)。
[0033]图13是表示对实施例1的工件的研磨对象表面施加的研磨面压力的面内分布的图表(改变研磨垫的厚度
・
研磨垫的压缩弹性模量来将外周部控制压力Pe设为9kPa时)。
[0034]图14是表示对实施例1的工件的研磨对象表面施加的研磨面压力的面内分布的图表(改变研磨垫的厚度
・
研磨垫的压缩弹性模量来将外周部控制压力Pe设为11kPa时)。
[0035]图15是表示实施例2中使第二环状部件(保持件)的厚度变化的情况下对工件的研磨对象表面的最外周部施加的研磨面压力的图表。
[0036]图16是表示实施例3中第二环状部件的磨损前后对工件的研磨对象表面施加的研磨面压力的面内分布的图表。
[0037]图17是表示以往的研磨头的一例的概略剖视图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种研磨头，其特征在于，具有第一环状部件、板状部件、膜、背垫、第二环状部件，前述第一环状部件具有开口部，前述板状部件封堵前述第一环状部件的上表面侧开口部，前述膜封堵前述第一环状部件的下表面侧开口部，前述背垫贴合于前述膜的下表面，前述第二环状部件位于前述背垫的下方，具有保持研磨对象的工件的开口部，前述第一环状部件的开口部被前述板状部件和前述膜封堵而形成的空间部具有中央区域和借助间隔件与该中央区域间隔的外周区域，并且，前述第二环状部件的内周端部区域位于前述外周区域的外周...

【专利技术属性】
技术研发人员：中野裕生，寺川良也，木原誉之，太田广树，
申请(专利权)人：胜高股份有限公司，
类型：发明
国别省市：