[发明专利]研磨装置及研磨方法

说明书

本发明提供一可精确控制基板的周缘部的研磨轮廓的研磨装置及研磨方法。研磨装置(1)具备：用于支承具有研磨面(2a)的研磨垫(2)的研磨台(3)；具有按压面(45a)的可旋转的头主体(11)；与头主体(2a)一起旋转同时用以压靠研磨面的挡圈(20)；旋转环(51)；固定环(91)；及用于向固定环(91)施加局部载荷的多个局部载荷施加装置(30A、30B)。局部载荷施加装置(30A、30B)包含连接至固定环(91)的第一按压构件(31A)和第二按压构件(31B)。第一按压构件(31A)配置于研磨面的行进方向上的挡圈的上游侧，第二按压构件(31B)配置于研磨面的行进方向上的挡圈的下游侧。

技术领域

本发明关于一种用于研磨晶片等基材的研磨装置，尤其关于具备有围绕基板的挡圈的研磨装置。此外，本发明关于一种使用这样的研磨装置对晶片等基板进行研磨的研磨方法。

背景技术

近年来，随着半导体装置的高集成化和高密度化，电路布线变得越来越细致，并且多层布线的层数也增加。若欲在使电路小型化并且实现多层布线，由于在依随下侧层的表面凹凸不平而更拉大台阶，因此，随着配线层数的增加，薄膜形成中相对于台阶形状的膜覆盖率(阶梯覆盖率)也变差。故，为了进行多层布线，需要在适当的步骤中提高阶梯覆盖率并进行平坦化处理。此外，由于随着光微影的细致化同时焦点深度变浅，因此有必要使半导体装置的表面平坦化，以使半导体装置表面上的凹凸不平台阶保持在小于等于焦点深度。

因此，在半导体装置的制造过程中，半导体装置表面上的平坦化变得越来越重要。使此表面平坦化的最重要技术是化学机械研磨(CMP：Chemical Mechanical Polishing)。在此化学机械研磨(以下称为CMP)中，利用将含有二氧化硅(SiO₂)等磨粒的研磨液(浆料)供应到研磨垫的研磨面上，同时使晶片等基板与研磨面滑动接触来执行研磨。

用于执行CMP的研磨装置具备：用于支承具有研磨面的研磨垫的研磨台；及用于保持基板的研磨头。使用这种研磨装置的基板以如以下方式进行研磨。与研磨垫一起旋转研磨台的同时，将浆料供应到研磨垫上。研磨头在旋转基板的同时将该基板压靠在研磨垫的研磨面上。当在浆液存在的情况下，基板滑动而接触到研磨垫的同时，利用浆液的化学作用和浆液中所含磨粒的机械作用的结合来使基板表面平坦化。

正在研磨基板时，由于基板的表面与旋转的研磨垫滑动接触，因此摩擦力作用在基板上。故，为了防止正在研磨基板时基板从研磨头上脱落，在研磨头上具备有挡圈。该挡圈配置成围绕基板，正在研磨基板时，挡圈旋转同时在基板外侧压靠研磨垫。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-4675号公报

专利文献2：日本特开2015-233131号公报

近年来，由于针对因应半导体装置或CMP步骤而会变化的各种初始膜厚轮廓采取措施、或存在平坦化到基板的外周缘来提高良率等原因，对基板周缘部的研磨轮廓进行更精确地控制的要求逐渐地提高。

通过调整整个挡圈的压力，可以控制基板周缘部的研磨率。然而，当改变整个挡圈的压力时，则研磨率会在相对宽的范围内起变化，而该范围不仅包含周缘部也包含其他区域。故，在该方法中，难以精确地控制周缘部的研磨轮廓。

发明内容

所以，本发明将提供能够精确地控制基板的周缘部的研磨轮廓的研磨装置以及使用这种研磨装置来研磨如晶片等基板的方法。

[解决课题的手段]