[发明专利]基板的研磨装置及研磨方法

说明书

本发明提供一种研磨装置，能够在研磨中将研磨构件的状态维持为良好。提供一种用于局部研磨基板的研磨装置，该研磨装置具有：接触于基板的加工面比基板小的研磨构件；用于调整所述研磨构件的调整构件；在基板研磨中用于将所述调整构件按压于所述研磨构件的第一按压机构；及用于控制研磨装置的动作的控制装置，所述控制装置构成为，以所述研磨构件局部研磨基板时，控制所述第一按压机构。

技术领域

本发明关于一种基板的研磨装置及研磨方法。

背景技术

近年来，为了对处理对象物(例如半导体基板等的基板、或形成于基板表面的各种膜)进行各种处理而使用处理装置。处理装置的一例可举出用于进行处理对象物的研磨处理等的CMP(化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing))装置。

CMP装置具备：用于进行处理对象物的研磨处理的研磨单元；用于进行处理对象物的清洗处理及干燥处理的清洗单元；及向研磨单元送交处理对象物，并且接收通过清洗单元实施清洗处理及干燥处理后的处理对象物的装载/卸载单元等。此外，CMP装置还具备在研磨单元、清洗单元、及装载/卸载单元内进行处理对象物的搬送的搬送机构。CMP装置通过搬送机构搬送处理对象物，而且依序进行研磨、清洗、及干燥的各种处理。

最近在半导体元件制造中对各工序的要求精度已经达到数nm等级，CMP也不例外。CMP为了满足该要求而进行研磨及清洗条件的最佳化。但是，即使决定了最佳条件，仍不能避免研磨及清洗性能因元件的控制偏差及耗材随时间变化而变化。此外，处理对象的半导体基板本身也存在着偏差，例如在CMP前形成于处理对象物的膜的膜厚及元件形状存在偏差。这些偏差在CMP中及CMP后，造成残留膜的偏差及阶差消除不完全，甚至在研磨原本应完全除去的膜中，以膜残留的方式而凸显。这种偏差以在基板面内在芯片间及横跨芯片间的方式发生，甚至也在基板间及批次间发生。目前以将这些偏差抑制在某个阈值以内的处理方法，对研磨中的基板及研磨前的基板控制研磨条件(例如研磨时赋予基板面内的压力分布、基板保持载台的转数、浆液)，及/或对超过阈值的基板进行二次加工(再研磨)。

但是，上述以研磨条件抑制偏差的效果主要显现在对基板的半径方向，所以对基板周方向的偏差调整困难。再者，根据CMP时的处理条件及通过CMP研磨的膜的下层状态，在基板面内也会发生局部研磨量的分布偏差。此外，关于CMP工序中基板半径方向的研磨分布的控制，从最近优良率提高的观点而言，基板面内的元件区域需要扩大，更需要调整研磨分布至基板的边缘部。基板的边缘部受到研磨压力分布及研磨材料的浆液流入的偏差影响比基板中心附近大。研磨条件及清洗条件的控制及二次加工基本上以实施CMP的研磨单元进行。此时，研磨垫对基板面几乎都是整个面接触，不过，即使一部分接触，从维持处理速度的观点而言，必须增大研磨垫与基板的接触面积。这种状况下，例如在基板面内的特定区域，即使发生超过阈值的偏差，以二次加工等加以修正时，因为其接触面积的大小，即使对不需要二次加工的部分仍会实施研磨。结果，修正到原本要求的阈值范围困难。因此，要求提供一种可进行更小区域的研磨及清洗状态的控制的结构，且对基板面内的任何位置实施处理条件的控制及二次加工的再处理的方法及装置。

图15表示使用直径比处理对象物小的研磨垫进行研磨处理的局部研磨装置1000的一例的概略构成图。图15所示的局部研磨装置1000中使用直径比处理对象物的基板Wf小的研磨垫502。如图15所示，局部研磨装置1000具备：设置基板Wf的载台400；安装有用于对基板Wf的处理面进行处理的研磨垫502的研磨头500；保持研磨头500的支臂600；用于供给处理液的处理液供给系统700；及用于进行研磨垫502的调整(整形)的调整部800。局部研磨装置1000的整体动作通过控制装置900控制。图15所示的局部研磨装置可从处理液供给系统700供给DIW(纯水)、清洗药液、及浆液的研磨液等至基板，并且通过使研磨垫502旋转而且按压于基板，来局部研磨基板。