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研磨方法及研磨装置，在晶片等衬底的研磨中或研磨前，根据研磨垫的弹性模量来调整研磨条件。研磨装置通过使衬底（W）和研磨垫（22）相对移动来研磨衬底（W）。弹性模量测定器（110）测定研磨垫（22）的弹性模量，研磨条件调整部（47）根据弹性模量的测定值来调整衬底（W）的研磨条件。作为研磨条件，能够列举配置在衬底（W）的周缘部的扣环对研磨垫（22）的压力和研磨垫（22）的温度。

【技术实现步骤摘要】
研磨方法及研磨装置
本专利技术涉及对晶片等衬底进行研磨的研磨方法及研磨装置，尤其涉及根据在衬底的研磨中使用的研磨垫的弹性模量来改变研磨条件的研磨方法及研磨装置。
技术介绍
CMP（化学机械研磨）装置一边将晶片按压在研磨垫上，一边在存在研磨液的状态下使晶片和研磨垫滑动接触，由此研磨晶片的表面。研磨垫由多孔质的聚氨酯等弹性材料构成。研磨垫的上表面构成研磨晶片的研磨面，晶片与该研磨面滑动接触。通过研磨垫修整器（或研磨垫调节器）来定期处理研磨垫的研磨面。该研磨垫修整器具有固定有金刚石颗粒等磨粒的修整面，一边使该修整面旋转一边将其按压在研磨垫上，由此，通过稍微削除研磨垫的表面而使研磨面再生。在重复进行这样的修整处理（调节处理）的期间，研磨垫逐渐变薄。另外，随着反复研磨晶片，研磨液逐渐渗入到研磨垫的内部的气泡中。其结果为，研磨垫的弹性模量发生变化。研磨垫的弹性模量是表示研磨垫的变形难易程度的物理参数。具体而言，弹性模量升高意味着研磨垫变得更硬。研磨垫的弹性模量不仅取决于研磨垫的厚度和研磨液的渗入状况，也取决于研磨垫的温度。研磨垫通常如上述那样由树脂形成，因此，当研磨垫的温度升高时，研磨垫变软。研磨垫的弹性模量对晶片的研磨轮廓影响很大。尤其当研磨垫较软时，被按压在研磨垫上的晶片陷入到研磨垫中，晶片的周缘部与其他区域相比被过度研磨，即产生所谓的塌边。为了防止这种不期望的研磨结果，优选根据研磨垫的弹性模量来改变晶片的研磨条件。在现有技术中，测定研磨垫的弹性模量并根据该弹性模量判断研磨垫的剩余使用寿命，从而进行修整处理的条件调整（例如，参照美国专利说明书US2006/0196283号）。但是，以往没有在晶片的研磨条件调整中使用所测定的研磨垫的弹性模量。提出有测定研磨垫的温度并根据该测定值来推算研磨垫的弹性模量的方案（例如，参照日本国特开2012-148376号公报）。但是，研磨垫的弹性模量不仅取决于其温度，还取决于上述那样的其他因素。因此，所推算的研磨垫的弹性模量可能会与实际弹性模量不同。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述现有问题点而研发的，其目的在于提供一种研磨方法及研磨装置，在晶片等衬底的研磨中或研磨前，根据研磨垫的弹性模量来调整研磨条件。为了实现上述目的，本专利技术的一个方式为一种研磨方法，通过使衬底和研磨垫相对移动来研磨上述衬底，其特征在于，测定上述研磨垫的弹性模量，根据上述弹性模量的测定值来调整上述衬底的研磨条件。本专利技术的优选方式的特征在于，上述研磨条件为配置在上述衬底周围的扣环对上述研磨垫的压力。本专利技术的优选方式的特征在于，根据上述弹性模量的测定值和研磨条件数据来调整上述扣环的压力，其中，上述研磨条件数据表示上述弹性模量与上述扣环的压力的关系。本专利技术的优选方式的特征在于，上述研磨条件数据预先通过如下方式得到：在改变上述弹性模量及扣环压力的值的组合的同时对多个样品衬底进行研磨，测定研磨后的上述多个样品衬底的塌边量，按弹性模量将上述扣环压力和上述塌边量关联起来，并按弹性模量确定使上述塌边量为最小的扣环压力。本专利技术的优选方式的特征在于，上述研磨条件为上述研磨垫的温度。本专利技术的优选方式的特征在于，调整上述研磨垫的温度以使得上述弹性模量成为规定目标值。本专利技术的优选方式的特征在于，通过使温度调整用的介质与上述研磨垫接触来调整上述研磨垫的温度。本专利技术的优选方式的特征在于，上述温度调整用的介质分别与上述研磨垫上的多个区域接触。本专利技术的优选方式的特征在于，上述多个区域中的至少一个区域为与上述衬底的周缘部接触的区域。本专利技术的优选方式的特征在于，在上述衬底的研磨中测定上述研磨垫的弹性模量。本专利技术的优选方式的特征在于，在上述研磨垫的行进方向上、且在上述衬底的上游侧的区域测定上述研磨垫的弹性模量。本专利技术的优选方式的特征在于，在研磨上述衬底前测定上述研磨垫的弹性模量。本专利技术的优选方式的特征在于，对上述研磨垫的表面施加力而使该研磨垫变形，测定上述研磨垫的变形量，将上述力除以上述研磨垫的变化量，由此确定上述研磨垫的弹性模量。本专利技术的其他方式为一种研磨装置，通过使衬底和研磨垫相对移动来研磨上述衬底，其特征在于，具有：测定上述研磨垫的弹性模量的弹性模量测定器；和根据上述弹性模量的测定值来调整上述衬底的研磨条件的研磨条件调整部。本专利技术的优选方式的特征在于，上述研磨条件为配置在上述衬底周围的扣环对上述研磨垫的压力，上述研磨条件调整部构成为，根据上述弹性模量的测定值来调整上述扣环的压力。本专利技术的优选方式的特征在于，上述研磨条件调整部根据上述弹性模量的测定值和研磨条件数据来调整上述扣环的压力，其中，上述研磨条件数据表示上述弹性模量与上述扣环的压力的关系。本专利技术的优选方式的特征在于，上述研磨条件数据预先通过如下方式得到：在改变上述弹性模量及扣环压力的值的组合的同时对多个样品衬底进行研磨，测定研磨后的上述多个样品衬底的塌边量，按弹性模量将上述扣环压力和上述塌边量关联起来，并按弹性模量确定使上述塌边量为最小的扣环压力。本专利技术的优选方式的特征在于，上述研磨条件为上述研磨垫的温度，上述研磨条件调整部构成为，根据上述弹性模量的测定值来调整上述研磨垫的温度。本专利技术的优选方式的特征在于，上述研磨条件调整部调整上述研磨垫的温度以使得上述弹性模量成为规定目标值。本专利技术的优选方式的特征在于，还具有使温度调整用的介质与上述研磨垫接触的介质接触机构，上述研磨条件调整部经由上述介质接触机构来调整上述研磨垫的温度。本专利技术的优选方式的特征在于，上述介质接触机构使上述温度调整用的介质分别与上述研磨垫上的多个区域接触。本专利技术的优选方式的特征在于，上述多个区域中的至少一个区域为与上述衬底的周缘部接触的区域。本专利技术的优选方式的特征在于，上述弹性模量测定器在上述衬底的研磨中测定上述研磨垫的弹性模量。本专利技术的优选方式的特征在于，上述弹性模量测定器在上述研磨垫的行进方向上、且在上述衬底的上游侧的区域测定上述研磨垫的弹性模量。本专利技术的优选方式的特征在于，上述弹性模量测定器在研磨上述衬底前测定上述研磨垫的弹性模量。本专利技术的优选方式的特征在于，上述弹性模量测定器对上述研磨垫的表面施加力而使该研磨垫变形，测定上述研磨垫的变形量，将上述力除以上述研磨垫的变化量，由此，确定上述研磨垫的弹性模量。专利技术效果根据本专利技术，能够根据实际测定的研磨垫的弹性模量来调整研磨条件。因此，能够实现良好的衬底研磨结果。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式中的研磨装置的示意图。图2是表示具有能够独立地按压晶片的多个区域的多个气囊的顶环（topring）的剖视图。图3的（a）及图3的（b）是用于说明研磨垫的弹性模量对晶片的研磨产生的影响的图。图4是表示使用较软的研磨垫研磨而成的晶片的研磨速率的图。图5是表示较软的研磨垫的图。图6是表示较硬的研磨垫的图。图7是表示磨蚀（erosion）及蝶形凹陷（dishing）的示意图。图8是表示测定研磨垫的弹性模量的弹性模量测定器的一例的示意图。图9是表示图8所示的弹性模量测定器的变形例的图。图10是表示触头的载荷与触头的变位的关系图。图11是表示触头的载荷与支承臂的挠曲量的关系图。图12是表示示出塌边量和扣环压力与周缘部的研磨压力的差的关系的多个测定数据的图。图13是表示研磨条件数据的图。图14本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研磨方法，通过使衬底和研磨垫相对移动来研磨所述衬底，其特征在于，测定所述研磨垫的弹性模量，根据所述弹性模量的测定值来调整所述衬底的研磨条件。

【技术特征摘要】
2012.09.24 JP 2012-209275;2013.09.17 JP 2013-19211.一种研磨方法，通过使衬底和研磨垫相对移动来研磨所述衬底，其特征在于，测定所述研磨垫的弹性模量，根据所述弹性模量的测定值来调整所述衬底的研磨条件，所述研磨条件包括配置在所述衬底周围的扣环对所述研磨垫的压力，根据所述弹性模量的测定值和研磨条件数据来调整所述扣环的压力，其中，所述研磨条件数据表示所述弹性模量与所述扣环的压力的关系。2.如权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，所述研磨条件数据预先通过如下方式得到：在改变所述弹性模量及扣环压力的值的组合的同时对多个样品衬底进行研磨，测定研磨后的所述多个样品衬底的塌边量，按弹性模量将所述扣环压力和所述塌边量关联起来，并按弹性模量确定使所述塌边量为最小的扣环压力。3.如权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，所述研磨条件还包括所述研磨垫的温度。4.如权利要求3所述的研磨方法，其特征在于，调整所述研磨垫的温度以使得所述弹性模量成为规定目标值。5.如权利要求3所述的研磨方法，其特征在于，通过使温度调整用的介质与所述研磨垫接触来调整所述研磨垫的温度。6.如权利要求5所述的研磨方法，其特征在于，所述温度调整用的介质分别与所述研磨垫上的多个区域接触。7.如权利要求6所述的研磨方法，其特征在于，所述多个区域中的至少一个区域为与所述衬底的周缘部接触的区域。8.如权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，在所述衬底的研磨中测定所述研磨垫的弹性模量。9.如权利要求8所述的研磨方法，其特征在于，在所述研磨垫的行进方向上、且在所述衬底的上游侧的区域测定所述研磨垫的弹性模量。10.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：本岛靖之，丸山彻，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：