[发明专利]晶圆抛光方法及抛光装置

说明书

本发明提供一种晶圆抛光方法及抛光装置，其抑制晶圆外周的消除量的形状的偏差使其不随着抛光垫寿命的进展而变化。本发明的晶圆抛光方法其对贴附了抛光垫（12）的旋转平台（10）上供给浆料，并且用加压头（13）加压保持抛光垫（12）上的晶圆的同时使旋转平台（10）及加压头（13）旋转，以对晶圆的单面进行抛光，其监测晶圆抛光中的抛光垫（12）的表面温度T及旋转驱动旋转平台（10）的马达（11a）的负荷电流值（F）而计算出F/T值，并基于所述F/T值控制旋转平台（10）的旋转速度及加压头（13）的抛光压力中的至少一个。

技术领域

本发明涉及一种晶圆抛光方法及抛光装置，尤其涉及一种硅晶圆的单片抛光工序中抛光条件的控制方法。

背景技术

硅晶圆被广泛用作半导体器件的基板材料。通过对单晶硅锭依次进行如下工序来制造硅晶圆：外周磨削、切片、研磨（lapping）、蚀刻、双面抛光、单面抛光、清洗等。其中，单面抛光工序为去除晶圆表面的凹凸或高低起伏以提高平坦度的必要工序，使用CMP（Chemical Mechanical Polishing：化学机械抛光）法进行镜面加工。

通常，在硅晶圆的单面抛光工序中使用单片式的晶圆抛光装置（CMP装置）。该晶圆抛光装置具备贴附了抛光布的旋转平台及在按压并保持旋转平台上的晶圆的加压头，一边供给浆料，一边使得旋转平台及加压头分别旋转，由此抛光晶圆的单面。

为了提高晶圆的加工精度，例如专利文献1中记载了将磨光平台的温度控制为恒定的现有技术，其用放射温度计测定粘附在磨光平台上表面的抛光布的加工时的温度，并向水冷套供给或阻断冷却水，以使得该温度为恒定。另外，专利文献2中记载了一种半导体晶圆的镜面抛光装置，其用非接触的方式测定平台变位的涡电流式变位检测器测定头设置在相较于平台的半径方向中心更靠外周部的位置。相较于用放射温度计测定抛光垫上的温度或者测定已回收的抛光液温度等所求出的温度变化来预测平台的形状变化的方法，使用涡电流式变位检测器测定头的方法其测定结果不会有延迟，并且能够精确地测定平台的形状变化。

另外，专利文献3中记载了在用马达使具备抛光布的台旋转以抛光被加工物的抛光方法中，按根据抛光工艺被区分的每一区间来获得抛光时的所述马达的转矩电流值，并根据以各区间中的转矩电流值作为解释变量的多元回归方程式确定被加工物的抛光时间。另外，专利文献4中记载了为了要确实且迅速地进行硅基板等被加工物的抛光加工终点的检测，根据旋转驱动用于抛光被加工物的平台的驱动电流的积分值判定加工终点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平07-171759号公报

专利文献2：日本特开平07-307317号公报

专利文献3：日本特开2004-106123号公报

专利文献4：日本特开平09-70753号公报。

以往，在单片抛光工序中，通过从开始使用到因其磨损而被更换为止的抛光垫寿命中，用恒定的抛光压力及恒定的旋转速度进行抛光加工。但是，抛光垫的物性随着垫寿命的进展而变化，由此有以下的问题：即使是相同的加工条件，在抛光垫开始使用时的初始阶段和更换前的最后阶段中，晶圆外周的消除量的形状有所不同。

为了要从1片晶圆制造出更多的器件，必须要尽可能增加边缘区域附近的芯片获得数。因此，被要求位于晶圆边缘附近且没有制造出器件的区域（边缘刨除区域）的狭小化。

因为晶圆的外周会被倒边，因此优选仅该被倒边的区域为边缘刨除区域。但是，单面抛光工序中，通过与抛光垫的接触而使得晶圆外周部的消除量变多，晶圆的边缘附近会有未预期的厚度减少,即发生外周塌边（边缘滚降），因此很难对相较于被倒边区域更靠内侧的整个区域都以所要求的平坦度加以平坦化。并且如上所述，抛光垫寿命的初始阶段和最后阶段中的塌边量（边缘滚降量）不同，因此要求改善。

发明内容