研磨装置和研磨方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供研磨装置和研磨方法，实现研磨液使用量的降低和/或研磨品质劣化的抑制。研磨装置具备：用于支承研磨垫并使该研磨垫旋转的研磨台；用于保持对象物并将对象物按接到研磨垫的保持体；研磨液供给装置，该研磨液供给装置具有接触部件，在接触部件与研磨垫接触或相邻的状态下向接触部件的底面的开口部供给研磨液而使研磨液在研磨垫上扩散，利用接触部件拦截由于研磨垫的旋转而返回的使用后的研磨液的至少一部分，接触部件根据相对于研磨垫的径向的角度，而取得将被拦截的研磨液留在研磨垫上的方向或排出的方向的研磨液供给装置；与研磨液供给装置连结的臂；使研磨液供给装置相对于臂旋转的旋转机构；以及控制旋转机构而变更研磨液供给装置相对于研磨垫的径向的角度，从而控制研磨液供给装置的接触部件对研磨液的排出量的控制装置。液的排出量的控制装置。液的排出量的控制装置。

【技术实现步骤摘要】
研磨装置和研磨方法


[0001]本专利技术涉及一种研磨装置和研磨方法。

技术介绍

[0002]在半导体器件的制造工序中，半导体器件表面的平坦化技术变得越来越重要。作为平坦化技术，公知有化学机械研磨(CMP(chemical Mechanical Polishing))。关于该化学机械研磨，使用研磨装置，一边向研磨垫供给包含二氧化硅(SiO2)和/或二氧化铈(CeO2)等磨粒的研磨液(浆料)一边使半导体晶片等基板与研磨垫滑动接触而进行研磨。
[0003]进行CMP工序的研磨装置具备：支承研磨垫的研磨台、用于保持基板的称为顶环或者研磨头等的基板保持机构。该研磨装置从研磨液供给喷嘴向研磨垫供给研磨液，以规定的压力将基板向研磨垫的表面(研磨面)按压。此时，通过使研磨台和基板保持机构旋转而使基板与研磨面滑动接触，从而将基板的表面研磨成平坦且镜面。
[0004]这里，CMP装置所使用的研磨液价格高，使用完的研磨液的处理也需要成本，因此，为了削减CMP装置的运转成本和半导体器件的制造成本，要求削减研磨液的使用量。另外，要求抑制或防止使用完的研磨液和副生成物对基板的品质和/或研磨率带来的影响。
[0005]作为本课题的解决对策之一，在研磨装置中，经由载置在研磨垫上的垫状或者箱状的研磨液供给装置或者调整机构而将研磨液供给到研磨垫上(例如，专利文献1至5)。在这些研磨液供给装置或者调整机构中，将擦拭器、包围形状的罐、喷射器向研磨垫按压，而调整研磨液的流动。具体而言，在专利文献1中记载有如下的结构：从研磨剂供给机构供给到研磨面上的研磨剂通过作为擦拭器发挥功能的调整机构无遗漏地延伸而供给到基板。在专利文献2中记载有如下的结构：使借助离心力从研磨台的中心扩展而朝向研磨台外的研磨液超过长方体容器的一方的侧壁而流入，从另一方的侧壁中的研磨面中心侧供给到基板。
[0006]在专利文献3中记载有如下的结构：将没有底的包围的形状的罐载置于研磨面，从罐的壁与研磨面之间供给研磨液，并且通过按压轴将罐向研磨面按压。另外，像专利文献4中记载的那样，使擦拭器刮片与研磨面接触，从擦拭器刮片与研磨面之间将研磨液供给到基板保持位置。在该结构中，为了调整擦拭器刮片对研磨面的按压力，利用致动器按压擦拭器刮片。
[0007]在专利文献5所记载的装置中，记载有如下的结构：通过在内部具备锤的垫状的喷射器(供给装置)而将研磨液供给到研磨面上。该垫状的供给装置通过与研磨台外的支承构造连接的杆而支承在研磨面上，利用自重而向研磨面按压，并且从底面与研磨面之间的间隙将研磨液朝向基板保持位置供给。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本特开平10
‑
217114号
[0011]专利文献2：日本专利第2903980号
[0012]专利文献3：日本特开平11
‑
14811号
[0013]专利文献4：日本特表2019
‑
520991号
[0014]专利文献5：美国专利第8845395号
[0015]专利技术要解决的技术问题
[0016]在上述文献所公开的供给装置和调整机构中，在研磨处理中，在配置于研磨面上的供给装置和调整机构中，存在研磨液和/或研磨残渣等飞散而附着于研磨液供给装置的表面和内部的情况。附着的研磨液和/或研磨残渣等有时在供给装置的表面、内部固化，而下落到研磨面上，在该情况下，有可能对基板表面带来损伤，并由此对研磨品质带来影响。这里，在通常的研磨装置中以研磨后的研磨垫表面的清洗为目的，附加有雾化器、高压水冲洗等垫清洗机构，在基于该清洗机构的垫清洗时，能够除去附着于供给装置的一部分的研磨液。然而，该清洗是在研磨垫上的清洗，因此被除去的研磨液和/或研磨残渣等有可能残留于研磨垫上，在该情况下，有可能产生由于残留的研磨液和/或研磨残渣等对下一研磨的基板造成的损伤。因此，优选能够在研磨垫的范围外除去附着于供给装置的研磨液和/或研磨残渣等。
[0017]另外，在上述文献所公开的供给装置和调整机构中，由于向研磨垫按压而调整研磨液流动，因此在研磨处理时通过研磨台的旋转而在研磨液供给装置与研磨垫之间产生摩擦转矩，由此供给装置倾斜、或者产生振动，从而供给装置与研磨垫的接触状态变得不均匀。在该情况下，由于研磨液的流动的调整变得不均匀，因而研磨性能变动。因此，从研磨性能的稳定性的观点出发，在研磨时，期望抑制/防止由摩擦转矩引起的供给装置与研磨垫的接触状态的不均匀化。另外，为了削减研磨装置的运转成本和半导体器件的制造成本，期望进一步降低研磨液的使用量。另外，期望兼得研磨液的使用量降低和研磨品质的维持。

技术实现思路

[0018]本专利技术的目的在于，提供解决上述的技术问题的至少一部分的研磨液供给系统。
[0019]用于解决技术问题的技术手段
[0020]根据本专利技术的一个方式，提供一种研磨装置，使用具有研磨面的研磨垫来进行对象物的研磨，该研磨装置具备：研磨台，该研磨台构成为能够旋转，用于支承上述研磨垫并使该研磨垫旋转；保持体，该保持体用于保持上述对象物并将上述对象物按接到上述研磨垫；研磨液供给装置，该研磨液供给装置具有接触部件，通过在上述接触部件与上述研磨垫接触或相邻的状态下向上述接触部件的底面的开口部供给研磨液而使研磨液在上述研磨垫上扩散，该研磨液供给装置利用上述接触部件拦截由于上述研磨垫的旋转而返回的使用后的研磨液的至少一部分，上述接触部件根据相对于上述研磨垫的径向的角度，而取得将被拦截的上述研磨液留在上述研磨垫上的方向或排出的方向；臂，该臂与上述研磨液供给装置连结；旋转机构，该旋转机构使上述研磨液供给装置相对于上述臂旋转；以及控制装置，该控制装置控制上述旋转机构而变更上述研磨液供给装置相对于上述研磨垫的径向的角度，从而控制上述研磨液供给装置的上述接触部件对研磨液的排出量。
[0021]根据本专利技术的一个方式，提供一种研磨方法，使用具有研磨面的研磨垫、配置在上述研磨垫上的研磨液供给装置而进行对象物的研磨，在使上述研磨液供给装置的接触部件与上述研磨垫接触或相邻的状态下向上述接触部件的底面的开口部供给研磨液而使研磨
液在上述研磨垫上扩散，利用上述接触部件拦截由于上述研磨垫的旋转而返回的使用后的研磨液的至少一部分，根据上述接触部件相对于上述研磨垫的径向的角度，而使被拦截的上述研磨液留在上述研磨垫上和/或排出，至少在预先排出时或者在上述对象物的研磨中，变更上述研磨液供给装置在上述研磨垫上的角度和/或位置，由此控制研磨液的排出量，该预先排出是指在上述对象物的研磨之前向上述研磨垫供给研磨液。
附图说明
[0022]图1是表示本专利技术的一个实施方式的研磨装置的概略结构的图。
[0023]图2是从研磨液供给系统的下游侧观察到的立体图。
[0024]图3是从研磨液供给系统的上游侧观察到的立体图。
[0025]图4是表示升降机构的结构的示意图。
[0026]图5是研磨液供给本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种研磨装置，使用具有研磨面的研磨垫来进行对象物的研磨，该研磨装置的特征在于，具备：研磨台，该研磨台构成为能够旋转，用于支承所述研磨垫并使该研磨垫旋转；保持体，该保持体用于保持所述对象物并将所述对象物按接到所述研磨垫；研磨液供给装置，该研磨液供给装置具有接触部件，通过在所述接触部件与所述研磨垫接触或相邻的状态下向所述接触部件的底面的开口部供给研磨液而使研磨液在所述研磨垫上扩散，该研磨液供给装置利用所述接触部件拦截由于所述研磨垫的旋转而返回的使用后的研磨液的至少一部分，所述接触部件根据相对于所述研磨垫的径向的角度而取得将被拦截的所述研磨液留在所述研磨垫上的方向或排出的方向；臂，该臂与所述研磨液供给装置连结；旋转机构，该旋转机构使所述研磨液供给装置相对于所述臂旋转；以及控制装置，该控制装置控制所述旋转机构而变更所述研磨液供给装置相对于所述研磨垫的径向的角度，从而控制所述研磨液供给装置的所述接触部件对研磨液的排出量。2.根据权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，该研磨装置还具备升降旋转机构，该升降旋转机构使所述臂升降和旋转，所述控制装置构成为，对由所述旋转机构进行的所述研磨液供给装置的旋转和由所述升降旋转机构进行的所述臂的旋转进行组合，从而变更所述研磨液供给装置在所述研磨垫上的角度和/或位置。3.根据权利要求1或2所述的研磨装置，其特征在于，在预先排出中，所述控制装置将所述研磨液供给装置的角度设定为第一角度，该预先排出是指在所述对象物的研磨之前向所述研磨垫供给研磨液，在所述对象物的研磨中的至少一部分的期间，所述控制装置将所述研磨液供给装置的角度设定为与所述第一角度相比促进研磨液的排出的第二角度。4.根据权利要求1或2所述的研磨装置，其特征在于，在预先排出开始前的规定的时间的期间，所述控制装置将所述研磨液供给装置的角度设定为第三角度，该预先排出是指在所述对象物的研磨之前向所述研磨垫供给研磨液，在所述预先排出中，将所述研磨液供给装置的角度设定为与所述第三角度相比抑制研磨液的排出的第四角度。5.根据权利要求1或2所述的研磨装置，其特征在于，在所述对象物的研磨中，所述控制装置在多个不同的角度之间切换所述研磨液供给装置的角度。6.根据权利要求1或2所述的研磨装置，其特征在于，在所述对象物的研磨中，所述控制装置基于研磨率和/或研磨率的时间变化来变更所述研磨液供给装置的角度。7.根据权利要求6所述的研磨装置，其特征在于，还具备膜厚传感器，该膜厚传感器配置在所述研磨台内，并测定所述对象物的表面的膜厚分布，所述控制装置根据由所述膜厚传感器得到的所述对象物的研磨时的所述膜厚分布的时间变化来计算所述研磨率。
8.根据权利要求2所述的研磨装置，其特征在于，所述研磨液供给装置具有向所述研磨垫上滴下研磨液的供给口，所述控...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤雅佳，松尾尚典，小畠严贵，森浦拓也，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：