研磨装置以及研磨方法制造方法及图纸

一种研磨装置以及研磨方法，研磨装置具有：基板保持装置（1），具有将基板W相对研磨面（2a）按压的基板保持面（45a）以及配置为包围基板W且与研磨面（2a）接触的保持环（40）；旋转机构（13），使基板保持装置（1）以其轴心为中心旋转；至少一个局部负荷施加机构（110），向保持环（40）的一部分施加局部负荷。保持环（40）能够和基板保持面（45a）独立地倾斜运动，局部负荷施加机构（110）不和基板保持装置（1）一体旋转。根据本发明专利技术的研磨装置以及研磨方法，能够精密地控制晶片的研磨轮廓、特别是晶片边缘部的研磨轮廓。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种，研磨装置具有：基板保持装置（1），具有将基板W相对研磨面（2a）按压的基板保持面（45a）以及配置为包围基板W且与研磨面（2a）接触的保持环（40）；旋转机构（13），使基板保持装置（1）以其轴心为中心旋转；至少一个局部负荷施加机构（110），向保持环（40）的一部分施加局部负荷。保持环（40）能够和基板保持面（45a）独立地倾斜运动，局部负荷施加机构（110）不和基板保持装置（1）一体旋转。根据本专利技术的，能够精密地控制晶片的研磨轮廓、特别是晶片边缘部的研磨轮廓。【专利说明】
本专利技术涉及ー种研磨晶片等基板的。
技术介绍
近年，随着半导体器件的高集成化、高密度化，电路的配线越发微细化，多层配线的层数也在増加。由于为了达到电路的微细化的同时实现多层配线，一边沿袭着下侧的层的表面凹凸一边使阶梯差变得更大，所以，随着配线层数増加，薄膜形成时对于阶梯差形状的膜覆盖性(台阶覆盖)变坏。因此，用于实现多层配线，必须改善该台阶覆盖，在适当过程中进行平坦化处理。另外，由于光刻的微细化的同时焦点深度变浅，所以，需要平坦化处理半导体器件表面以使半导体器件的表面的凹凸阶梯差收敛于焦点深度以下。因此，在半导体器件的制造エ序中，半导体器件表面的平坦化变得越来越重要。该表面的平坦化中最重要的技术是化学机械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)。该化学机械研磨是，将含有ニ氧化娃(Si02)等磨粒的研磨液向研磨垫的研磨面上供给的同时使晶片滑动接触研磨面进行研磨。用于进行CMP的研磨装置包括支撑研磨垫的研磨台、用于保持晶片的被称为顶环或者研磨头等的基板保持装置。使用这样的研磨装置进行晶片研磨的情况下，通过基板保持装置保持晶片的同吋，将该晶片相对研磨垫的研磨面以规定的压カ按压。此时，通过使研磨台和基板保持装置相对运动来使晶片滑动接触研磨面，晶片的表面被研磨。研磨中的晶片和研磨垫的研磨面之间的相对按压カ在晶片的全部表面为不均匀的情况下，由于施加在晶片的各部分的按压カ产生研磨不足或过度研磨。因此，为了使对于晶片的按压カ均匀化，在基板保持装置的下部设有由弾性膜形成的压カ室，通过向该压カ室供给空气等流体从而借助弾性膜通过流体压カ按压晶片。所述研磨垫由于具有弾性，所以，对研磨中的晶片的边缘部(周缘部)施加的按压カ变得不均匀，有可能引起只有晶片的边缘部被较多地研磨的、所谓的“塌边(日文:縁だれ)”的情況。为了防止这样的塌边，保持晶片的边缘部的保持环相对顶环主体(或者支架头主体)设置成能够上下运动，位于晶片的外周缘侧的研磨垫的研磨面被保持环按压。现有技术文献专利文献1:日本特开2002 — 96261号公报专利技术要解决的问题近年，半导体器件的种类飞跃地增加，对于每个器件或每个CMPエ序(氧化膜研磨或金属膜研磨等)调整晶片边缘部的研磨轮廓的必要性正逐渐变高。该理由的其中之一列举了，由于各CMPエ序前实施的成膜エ序因膜的种类而不同故而晶片的初期膜厚分布不同。由于通常在CMP后需要在晶片全部表面上做成均匀的膜厚分布，所以每个不同的初期膜厚分布所需要的研磨轮廓不同。作为其他的理由，也列举了从成本等观点来看研磨装置中使用的研磨垫或研磨液等种类增加了很多。研磨垫或研磨液等消耗材不同吋，则特别是晶片边缘部的研磨轮廓有较大的不同。在半导体器件制造中，由于晶片边缘部的研磨轮廓对产品的成品率有较大影响，因而精密地调整晶片边缘部的研磨轮廓非常重要。如所述这样，一直以来，为了防止晶片边缘部的塌边，使用具有保持环的基板保持装置，该保持环按压位于晶片的外周缘侧的研磨垫的研磨面。通过该保持环压カ的调整能够调整晶片边缘部的研磨速度。然而，变更保持环压カ吋，不仅晶片边缘部，在包括其他区域的比较广的范围中研磨速度产生变化。因此，该方法不适用于希望精密地控制在晶片边缘部的研磨轮廓的情況。解决课题的手段本专利技术专利技术人进行各种实验的结果，发现通过对保持晶片的边缘部的保持环局部地施加力，从而能够调整研磨轮廓，特别是能够精密地控制晶片边缘部的研磨轮廓。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种能够精密地控制晶片等基板的研磨轮廓、特别是边缘部的研磨轮廓的。本专利技术的一个样态的研磨装置，使基板与研磨面滑动接触而研磨该基板，包括:基板保持装置，该基板保持装置具有将所述基板相对于所述研磨面按压的基板保持面、以及配置为包围所述基板且与所述研磨面接触的保持环；旋转机构，该旋转机构使所述基板保持装置以其轴心为中心旋转；以及至少ー个局部负荷施加机构，该局部负荷施加机构在相对所述研磨面垂直的方向上向所述保持环的一部分施加局部负荷，所述保持环能够和所述基板保持面独立地倾斜运动，所述局部负荷施加机构不和所述基板保持装置一体地旋转。本专利技术的优选的样态，所述基板保持装置还具有将所述保持环相对于所述研磨面按压的保持环按压机构。本专利技术的优选的样态，所述基板保持面以及所述保持环能够彼此相对地上下运动。本专利技术的优选的样态，所述基板保持装置还具有在所述基板的研磨中接受从该基板对所述保持环施加的横方向的力的支撑机构。本专利技术的优选的样态，所述局部负荷施加机构包括用于将所述局部负荷施加于所述保持环的一部分的气缸。本专利技术的优选的样态，所述局部负荷施加机构包括用于将所述局部负荷施加于所述保持环的ー部分的磁铁。本专利技术优选的样态，所述磁铁是电磁铁，该电磁铁有选择地对所述保持环的一部分施加向下的局部负荷或者向上的局部负荷。本专利技术优选的样态，还具有测量随着所述局部负荷变化的力的负荷测量元件。本专利技术的优选的样态，所述局部负荷施加机构的设置位置能够变更。本专利技术优选的样态，所述研磨装置还具有使所述研磨面相对于所述基板保持装置相对地向水平方向移动的研磨面移动机构，所述局部负荷施加机构在所述研磨面的移动方向位于所述基板的下游侧。本专利技术的优选的样态，所述至少ー个局部负荷施加机构是多个局部负荷施加机构。本专利技术的其他的样态的研磨装置，使基板与研磨面滑动接触而研磨该基板，包括:基板保持装置，该基板保持装置具有配置为包围所述基板且与所述研磨面接触的保持环；以及局部负荷施加机构，在相对于所述研磨面垂直的方向上向所述保持环的一部分施加局部负荷，所述局部负荷施加机构的设置位置能够变更。本专利技术的优选的样态，所述研磨装置还具有測量所述保持环的高度的保持环高度传感器。本专利技术的优选的样态，所述研磨装置根据所述保持环的高度的測量结果变更所述局部负荷的大小以及位置中的任一方、或者两方。本专利技术的优选的样态，所述研磨装置还具有取得表示所述基板的膜厚的膜厚信号的膜厚传感器，根据所取得的所述膜厚信号变更所述局部负荷的大小以及位置中的任一方、或者两方。本专利技术的其他样态的研磨方法，使基板与研磨面滑动接触而研磨该基板，ー边使所述基板旋转ー边将该基板按压在所述研磨面，ー边使配置为包围所述基板的保持环旋转一边使该保持环与所述研磨面接触，当将所述基板按压到所述研磨面吋，在相对于所述研磨面垂直的方向上从不和所述保持环一体地旋转的局部负荷施加机构对所述保持环的ー部分施加局部负荷。本专利技术的优选的样态，根据所述基板的研磨结果变更所述局部负荷的位置。本专利技术的优选的样态，通过保持环高度传感器測量所述保持环的高度，根据所述保持环的高度的測量结果变更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研磨装置，使基板与研磨面滑动接触而研磨该基板，其特征在于，包括：基板保持装置，该基板保持装置具有将所述基板相对于所述研磨面按压的基板保持面、以及配置为包围所述基板且与所述研磨面接触的保持环；旋转机构，该旋转机构使所述基板保持装置以其轴心为中心旋转；以及至少一个局部负荷施加机构，该局部负荷施加机构在相对所述研磨面垂直的方向上向所述保持环的一部分施加局部负荷，所述保持环能够和所述基板保持面独立地倾斜运动，所述局部负荷施加机构不和所述基板保持装置一体地旋转。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：福岛诚，安田穗积，並木计介，锅谷治，富樫真吾，山木晓，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：