抛光装置及抛光方法制造方法及图纸

本发明专利技术的抛光方法，用顶部圆环（２３）来保持半导体晶片（Ｗ），把该半导体晶片（Ｗ）按压到研磨面（１０）上进行研磨的抛光方法，其特征在于：把弹性膜（６０）安装到能够上下活动的上下活动部件（６２）的下面上，在上述顶部圆环（２３）内形成压力室（７０），把加压流体供给到上述压力室（７０）内，利用上述流体的流体压力把半导体晶片Ｗ按压到上述研磨面（１０）上进行研磨，从上述上下活动部件（６２）的中央部上所形成的开口（６２ａ）中喷射出加压流体，这样使研磨后的半导体晶片Ｗ从上述顶部圆环（２３）上脱离。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别涉及用于将表面上形成了薄膜的半导体晶片等研磨对象物研磨成平整镜面状的。
技术介绍
近几年，半导体晶片日益微细化，器件结构变得复杂，并且，伴随着逻辑系统的多层布线的层数增多，有半导体器件的表面的凹凸日益增多、阶梯(阶差)增大的趋势。这是因为，在半导体器件的制造中，反复地多次进行形成薄膜、制作图形和开孔的微细加工之后接着形成下一层薄膜的工序。若半导体器件的表面凹凸增加，则形成薄膜时阶梯部的膜厚减薄，或者因布线断开而造成断路或因布线层间绝缘不良而造成短路，所以出现产品不合格或合格率降低的趋势。并且，即使产品初期能正常工作，也会出现长期使用的可靠性问题。再者，在光刻工序中曝光时，若照射表面上有凹凸，则曝光系统的透镜焦点局部不能对准，所以，若半导体器件的表面凹凸增多，则产生难于形成微细图形的问题。所以，在半导体器件的制造工序中，半导体器件的表面平面化技术越来越重要。在该平面化技术中，最重要的技术是化学机械研磨(CPM(Chemical Mechanical Polishing))。该化学机械研磨是利用研磨设备，一边向研磨垫等研磨面上供给含有二氧化硅(SiO2)等磨粒的研磨液，一边使半导体晶片等基片在研磨面上磨擦滑动进行研磨。这种研磨设备具有其研磨面由研磨垫构成的研磨台、以及用于保持半导体晶片的顶部圆环(top ring)或装片头等。在利用这种研磨设备来进行半导体器件研磨的情况下，一边用顶部圆环来保持半导体晶片，一边按规定的压力来把该半导体器件按压到研磨台上。这时，通过使研磨台和顶部圆环进行相对运动，来使半导体晶片在研磨面上进行滑动，磨擦，把半导体晶片的表面研磨成平整的镜面。在这种研磨设备中，在研磨中的半导体晶片和研磨垫的研磨面之间的相对按压力在整个半导体晶片整个面上不均匀的情况下，由于施加到半导体晶片的各个部分上的按压力而使研磨不足或研磨过度。因此，也有这样的方法利用由橡胶等弹性材料构成的弹性膜来形成顶部圆环的半导体晶片保持面，在弹性膜的里面上施加空气压等流体压，使得加到半导体晶片上的按压力在整个面上达到均匀一致。并且，上述研磨垫具有弹性，所以加到研磨中的半导体晶片的外周缘部上的按压力不均匀，有时仅半导体晶片的外周缘部磨损较大，产生所谓“塌边”。为防止这种塌边，也有采用顶部圆环的，其结构是利用导向环或保持环来保持半导体晶片的外周缘，而且按压位于半导体晶片外周缘侧的研磨面。利用这种顶部圆环进行研磨时，必须把传送来的半导体晶片吸附保持在顶部圆环上。并且，研磨结束后，再次用顶部圆环把半导体晶片吸住后，必须在传送位置上使半导体晶片脱离顶部圆环。然而，在使用上述弹性膜的顶部圆环中，由于存在弹性膜而有时半导体晶片不能很好地吸附和脱离。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述现有技术存在的问题而提出的方案，其目的在于提供一种在通过弹性膜来保持研磨对象物进行研磨的情况下，也能使研磨对象物很好地吸附和脱离的。为解决上述技术问题，本专利技术的第1方案的，用顶部圆环来保持研磨对象物，把该研磨对象物按压到研磨面上进行研磨，其特征在于通过把弹性膜安装到能够上下活动的上下活动部件的下面上，在上述顶部圆环内形成压力室，通过把加压流体供给到上述压力室内，利用上述流体的流体压力把上述研磨对象物按压到上述研磨面上进行研磨，从上述上下活动部件的中央部上所形成的开口中喷射出加压流体，这样使研磨后的研磨对象物从上述顶部圆环上脱离。这样，由于从上下活动部件的中央部上所形成的开口中喷射出加压流体，把加压流体也输送入到弹性膜和研磨对象物紧密结合的部分上，所以，能使研磨对象物确实脱离。本专利技术的优选实施方式的，其特征在于在形成上述压力室的弹性膜与研磨对象物相搭接的面上形成孔，加压流体除了从上述上下活动部件的中央部上所形成的开口中喷出以外，也从上述弹性膜的孔中喷出，所以能使研磨后的研磨对象物从上述顶部圆环上脱离。这样，不仅从上下活动部件的中央部上所形成的开口中，而且也从弹性膜孔中喷射加压流体，能够确实地使研磨对象物脱离。本专利技术的另一，其特征在于在从上述弹性膜的孔中喷射出加压流体之后，从上述上下活动部件的中央部上所形成的开口中喷射加压流体。这样一来，就消除了弹性膜和研磨对象物的紧密结合性，能够更加有效地使研磨对象物脱离。本专利技术的第2种方案的，用顶部圆环来保持研磨对象物，把该研磨对象物按压到研磨面上进行研磨，其特征在于通过把弹性膜安装到能够上下活动的上下活动部件的下面上，在上述顶部圆环内形成压力室，通过把加压流体供给到上述压力室内，利用上述流体的流体压力把上述研磨对象物按压到上述研磨面上进行研磨，在研磨结束时，使上述上下活动部件向下方移动，使上述研磨对象物搭接到上述上下活动部件上所设置的吸附部上，利用吸附部来把上述研磨对象物吸附保持在上述顶部圆环上。在研磨结束时，有时研磨对象物和上下活动部件会离开，有时这样保持不变即使要用吸附部来吸附研磨对象物也会不能吸附。若采用本专利技术，则在研磨结束时，使上下活动部件向下方移动，使研磨对象物搭接到吸附部上后，对研磨对象物进行吸附保持，所以能够牢靠地吸附研磨对象物。本专利技术的第3种方案的，用顶部圆环来保持研磨对象物，把该研磨对象物按压到研磨面上进行研磨，其特征在于通过在能够上下活动的上下活动部件的下面上安装弹性膜，在上述顶部圆环内形成压力室，相对于对上述研磨对象物的外周缘进行保持的保持圆环，使上述上下活动部件位于上方，在此状态下，把上述研磨对象物引导到上述顶部圆环内，利用上述上下活动部件上所设置的吸附部来把已被引导到上述顶部圆环内的研磨对象物吸附保持在上述顶部圆环内，使保持在上述顶部圆环内的研磨对象物在上述研磨面上进行移动，通过把加压流体供给到上述压力室内，利用上述流体的流体压力来把上述研磨对象物按压到上述研磨面上进行研磨。当把研磨对象物传递到顶部圆环上时，若上下活动部件与保持圆环相比向下方突出，则在研磨对象物被吸附到偏移的位置上的情况下，由于以后上下活动部件上升，研磨对象物撞上保持圆环，可能造成研磨对象物脱落或破损。若采用本专利技术，则由于预先使上下活动部件相对于保持圆环位于上方，所以，研磨对象物，其外周部一边由保持圆环进行导向，一边进行传递。所以，研磨对象物不会由于上下活动部件上升而与保持圆环相撞，能够防止研磨对象物脱落或破损。附图说明图1是用示意性表示本专利技术第1实施方式的抛光装置的平面图。图2是表示图1所示抛光装置的研磨部的主要部分的纵断面图。图3是对图2所示的研磨部的顶部圆环装置和流路构成一起进行表示的概要图。图4是表示图3所示的顶部圆环装置的顶部圆环的纵断面图。图5是表示图4所示的顶部圆环和推进器的关系的纵断面图。图6是表示图4所示的顶部圆环和推进器的关系的纵断面图。图7是表示图4所示的顶部圆环和推进器的关系的纵断面图。图8是表示图4所示的顶部圆环的研磨结束后的状态的纵断面图。图9是表示图4所示的顶部圆环的研磨结束后的状态的纵断面图。图10是表示图4所示的顶部圆环和推进器的关系纵断面图。图11是表示图4所示的顶部圆环和推进器的关系纵断面图。图12是表示图4所示的顶部圆环和推进器的关系纵断面图。图13是表示本专利技术第2实施方式中的顶部圆环的纵断面图。图14A～图14G表示图13所示的顶部圆环的圆环管的弹性膜上所形成的孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抛光方法，用顶部圆环来保持研磨对象物，把该研磨对象物按压到研磨面上进行研磨，其特征在于：通过把弹性膜安装到能够上下活动的上下活动部件的下面上，在上述顶部圆环内形成压力室，通过把加压流体供给到上述压力室内，利用上述流体的流 体压力把上述研磨对象物按压到上述研磨面上进行研磨，从上述上下活动部件的中央部上所形成的开口中喷射出加压流体，这样使研磨后的研磨对象物从上述顶部圆环上脱离。

【技术特征摘要】
JP 2002-4-18 116721/20021.一种抛光方法，用顶部圆环来保持研磨对象物，把该研磨对象物按压到研磨面上进行研磨，其特征在于通过把弹性膜安装到能够上下活动的上下活动部件的下面上，在上述顶部圆环内形成压力室，通过把加压流体供给到上述压力室内，利用上述流体的流体压力把上述研磨对象物按压到上述研磨面上进行研磨，从上述上下活动部件的中央部上所形成的开口中喷射出加压流体，这样使研磨后的研磨对象物从上述顶部圆环上脱离。2.如权利要求1所述的抛光方法，其特征在于在形成上述压力室的弹性膜与研磨对象物相搭接的面上形成孔，加压流体除了从上述上下活动部件的中央部上所形成的开口中喷出以外，也从上述弹性膜的孔中喷出，所以能使研磨后的研磨对象物从上述顶部圆环上脱离。3.如权利要求2所述的抛光方法，其特征在于在从上述弹性膜的孔中喷射出加压流体之后，从上述上下活动部件的中央部上所形成的开口中喷射加压流体。4.一种抛光方法，用顶部圆环来保持研磨对象物，把该研磨对象物按压到研磨面上...

【专利技术属性】
技术研发人员：户川哲二，福岛诚，樱井邦彦，吉田博，锅谷治，市村照彦，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]