CN112706002B - 研磨方法及研磨装置 - Google Patents

研磨方法及研磨装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112706002B
CN112706002B CN202011147586.6A CN202011147586A CN112706002B CN 112706002 B CN112706002 B CN 112706002B CN 202011147586 A CN202011147586 A CN 202011147586A CN 112706002 B CN112706002 B CN 112706002B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polishing
substrate
head
swing
stationary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011147586.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112706002A (zh
Inventor
石井遊
户川哲二
吉田笃史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Publication of CN112706002A publication Critical patent/CN112706002A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112706002B publication Critical patent/CN112706002B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
    • B24B37/013—Devices or means for detecting lapping completion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/10—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/10—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping
    • B24B37/105—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping the workpieces or work carriers being actively moved by a drive, e.g. in a combined rotary and translatory movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27—Work carriers
    • B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/34—Accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/16—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the load
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H01L22/26—Acting in response to an ongoing measurement without interruption of processing, e.g. endpoint detection, in-situ thickness measurement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

本发明提供能够正确确定基板的研磨终点的研磨方法及研磨装置。本方法为，使支承研磨垫(2)的研磨台(3)旋转，由研磨头(10)将基板(W)向研磨垫(2)的研磨面(2a)按压而对基板(W)进行研磨，对基板(W)进行研磨的工序包括一面使研磨头(10)沿着研磨面(2a)摆动一面对基板(W)进行研磨的摆动研磨工序，和在使研磨头(10)的摆动停止的状态下对基板(W)进行研磨的静止研磨工序，静止研磨工序在摆动研磨工序后进行，静止研磨工序包括确定静止研磨终点的工序，该静止研磨终点是用来使研磨台(3)旋转的转矩的变化的比例达到变化比例阈值的时间点。

Description

研磨方法及研磨装置
技术领域
本发明涉及一种对晶片等基板进行研磨的研磨方法及研磨装置，尤其涉及一种一面使研磨头摆动，一面由该研磨头将基板按压于研磨台上的研磨垫而对基板进行研磨的方法及装置。
背景技术
近年来，随着半导体设备的高集成化/高密度化，电路的布线日益微细化，多层布线的层数也在增加。若要一面谋求电路的微细化一面实现多层布线，则要一面依照下侧的层的表面凹凸一面使高低差更大，因而，随着布线层数增加，在薄膜形成中对高低差形状的膜包覆性(阶梯覆盖范围(日文：ステップカバレッジ))变差。因此，为了进行多层布线，必须改善此分级覆盖范围，以适当的过程进行平坦化处理。另外，由于焦点深度与光刻的微细化一起变浅，因此，需要对半导体设备表面进行平坦化处理以将半导体设备的表面的凹凸高低差收在焦点深度以下。
因此，在半导体设备的制造工序中，半导体设备表面的平坦化变得日益重要。在此表面的平坦化中最重要的技术，是化学机械研磨(CMP：Chemical Mechanical Polishing)。此化学机械研磨(以下，称作CMP)是一面将包含二氧化硅(SiO2)等的磨粒的研磨液向研磨垫的研磨面上供给一面使晶片等基板与研磨面滑动接触而进行研磨。作为成为研磨对象的基板，不仅有晶片等圆形的基板，而且还存在在表面施加了绝缘体、布线的印刷布线(电路)基板(PCB)等四边形的基板。
用于进行CMP的研磨装置，具备对具有研磨面的研磨垫进行支承的研磨台，和用来保持基板的研磨头。这样的研磨装置被构成为，使研磨台与研磨头相对运动，进而一面将浆料等研磨液向研磨垫的研磨面上供给一面由研磨头将基板按压到研磨垫的研磨面。基板的表面在存在研磨液的情况下与研磨面滑动接触，通过研磨液的化学作用，及研磨液中包含的磨粒的机械作用，基板的表面被研磨平坦且被研磨成镜面。
晶片等基板具有半导体、导体、绝缘体等不同材质构成的层叠构造。通过基板的被研磨面的材质，作用在基板与研磨垫之间的摩擦力进行变化。于是，作为研磨终点的确定方法，历来有如下的方法，即，检测基板的被研磨面的材质向不同材质过渡而产生的摩擦力的变化，根据摩擦力变化了的时间点决定研磨终点。上述摩擦力作用于从研磨台的旋转中心(轴心)离开的位置，因此，摩擦力的变化可以作为用来使研磨台旋转的转矩的变化进行检测。在对研磨台进行旋转驱动的构件为电动机的情况下，上述转矩可以作为向电动机流动的电流进行测定。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-197417号公报
专利文献2：日本特开2008-110471号公报
发明要解决的课题
在上述研磨装置中，从提高研磨性能、生产率等的观点出发，有时一面使研磨头沿着研磨垫的研磨面摆动(往复运动)一面对基板进行研磨。图9是表示不使研磨头摆动而对基板进行研磨时用来使研磨台旋转的转矩的变化的图。在图9所示的例子中，随着基板的研磨的进展，用来使研磨台旋转的转矩逐渐变小，从80秒附近(图的A点)开始转矩变为恒定。这表示，在80秒附近被研磨面的材质发生了变化。因此，可以根据转矩变为恒定的时间点(图的A点)确定研磨终点。
图10是表示一面使研磨头沿着研磨垫的研磨面摆动，一面对与图9的基板同样的基板进行研磨时用来使研磨台旋转的转矩的变化的图。当使研磨头沿着研磨垫的研磨面摆动时，研磨垫上作用摩擦力的位置改变。用来使研磨台以恒定的速度旋转所需的转矩，依存于从研磨台的轴心到作用摩擦力的位置(研磨头的位置)为止的距离而变化。因此，如图10所示，当在基板的研磨中使研磨头摆动时，有时转矩会大幅改变，而无法正确确定研磨终点。
发明内容
于是本发明的目的是，提供一种包含使研磨头沿着研磨垫的研磨面摆动的工序并能够正确确定基板的研磨终点的研磨方法及研磨装置。
用于解决课题的技术手段
在一个模式中，提供一种对基板进行研磨的方法，使支承研磨垫的研磨台旋转，由研磨头将所述基板向所述研磨垫的研磨面按压而对所述基板进行研磨，对所述基板进行研磨的工序包括：摆动研磨工序，一面使所述研磨头沿着所述研磨面摆动，一面对所述基板进行研磨；以及静止研磨工序，在使所述研磨头的摆动停止的状态下对所述基板进行研磨，所述静止研磨工序在所述摆动研磨工序后进行，所述静止研磨工序包括确定静止研磨终点的工序，该静止研磨终点是用来使所述研磨台旋转的转矩的变化的比例达到变化比例阈值的时间点。
在一个模式中，对所述基板进行研磨的工序，包括在所述转矩达到预先设定的转矩阈值后或在当前的研磨时间经过了预先设定的摆动研磨时间后使所述研磨头的摆动停止的摆动停止动作。
在一个模式中，所述摆动停止动作，包括在所述研磨头处于所述研磨台上方的预先设定的停止位置时使所述研磨头的摆动停止的动作。
在一个模式中，所述确定静止研磨终点的工序，是确定作为所述变化的比例减少而达到所述变化比例阈值的时间点的静止研磨终点的工序。
在一个模式中，所述确定静止研磨终点的工序，是确定作为所述变化的比例增加而达到所述变化比例阈值的时间点的静止研磨终点的工序。
在一个模式中，对所述基板进行研磨的工序还包括在所述静止研磨工序后进行的精研磨工序，所述精研磨工序包括确定精研磨终点的工序，该精研磨终点是经过了根据所述静止研磨终点确定的精研磨时间的时间点。
在一个模式中，所述精研磨工序包括一面使所述研磨头沿着所述研磨面摆动一面对所述基板进行研磨的工序。
在一个模式中，所述研磨头进行摆动的期间，所述研磨头处于所述研磨台的轴心上。
在一个模式中，提供一种对基板进行研磨的方法，使支承研磨垫的研磨台旋转，一面使研磨头沿着所述研磨面摆动，一面由所述研磨头将所述基板向所述研磨垫的研磨面按压而对所述基板进行研磨，对所述基板进行研磨的工序，包括：一面对所述基板进行研磨一面测定用来使所述研磨台旋转的转矩的工序；基于所述转矩的多个测定值确定所述转矩的多个代表值的工序；生成表示所述转矩的多个代表值与研磨时间的关系的关系式的工序；以及确定第一研磨终点的工序，该第一研磨终点是基于所述关系式算出的所述转矩的预测值达到转矩阈值的时间点。
在一个模式中，所述转矩的多个代表值是所述转矩的多个极小值、所述转矩的多个极大值、或所述转矩的多个移动平均值。
在一个模式中，对所述基板进行研磨的工序包括确定第二研磨终点的工序，该第二研磨终点是经过了根据所述第一研磨终点确定的精研磨时间的时间点。
在一个模式中，所述研磨头进行摆动的期间，所述研磨头处于所述研磨台的轴心上。
在一个模式中，提供一种研磨装置，用来对基板进行研磨，具备：支承研磨垫的研磨台；使所述研磨台旋转的研磨台马达；测定用来使所述研磨台旋转的转矩的转矩测定装置；将基板向所述研磨垫的研磨面按压而对该基板进行研磨的研磨头；与所述研磨头连结的研磨头摆动臂；与所述研磨头摆动臂连结，并使所述研磨头沿着所述研磨面摆动的摆动马达；以及对所述研磨装置的动作进行控制的动作控制部，所述动作控制部被构成为：使所述研磨装置执行摆动研磨工序，该摆动研磨工序一面使所述研磨台旋转且使所述研磨头沿着所述研磨面摆动，一面对所述基板进行研磨，在所述摆动研磨工序之后，使所述研磨装置执行静止研磨工序，该静止研磨工序一面使所述研磨台旋转，一面在使所述研磨头的摆动停止的状态下对所述基板进行研磨，在所述静止研磨工序中确定静止研磨终点，该静止研磨终点是使所述研磨台旋转用的转矩的变化的比例达到变化比例阈值的时间点。
在一个模式中，所述动作控制部被构成为，在所述转矩达到预先设定的转矩阈值后，或在当前的研磨时间经过了预先设定的摆动研磨时间后，对所述摆动马达发出指令而使所述研磨头的摆动停止。
在一个模式中，所述动作控制部被构成为，在所述研磨头处于所述研磨台上方的预先设定的停止位置时，对所述摆动马达发出指令而使所述研磨头的摆动停止。
在一个模式中，所述动作控制部被构成为，在所述静止研磨工序之后，使所述研磨装置执行精研磨工序，该精研磨工序一面使所述研磨台旋转，一面对所述基板进行研磨，在所述精研磨工序中确定精研磨终点，该精研磨终点是经过了根据所述静止研磨终点确定的精研磨时间的时间点。
在一个模式中，所述研磨头处于所述研磨台的轴心上。
在一个模式中，提供一种研磨装置，具备：支承研磨垫的研磨台；使所述研磨台旋转的研磨台马达；测定用来使所述研磨台旋转的转矩的转矩测定装置；将基板向所述研磨垫的研磨面按压的研磨头；与所述研磨头连结的研磨头摆动臂；与所述研磨头摆动臂连结并使所述研磨头沿着所述研磨面摆动的摆动马达；以及动作控制部，所述动作控制部被构成为，从所述转矩测定装置取得所述转矩的多个测定值，基于所述转矩的多个测定值确定所述转矩的多个代表值，生成表示所述转矩的多个代表值与研磨时间的关系的关系式，确定第一研磨终点，该第一研磨终点是基于所述关系式算出的所述转矩的预测值达到转矩阈值的时间点。
在一个模式中，所述转矩的多个代表值是所述转矩的多个极小值、所述转矩的多个极大值、或所述转矩的多个移动平均值。
在一个模式中，所述动作控制部被构成为，确定第二研磨终点，该第二研磨终点是经过了根据所述第一研磨终点确定的精研磨时间的时间点。
在一个模式中，所述研磨头处于所述研磨台的轴心上。
发明效果
根据本发明，研磨装置在一面使研磨头摆动，一面对基板进行研磨后，使研磨头的摆动停止，一面在研磨头的摆动停止的状态下对基板进行研磨，一面确定作为使用来研磨台旋转的转矩的变化的比例达到变化比例阈值的时间点的静止研磨终点。
另外，研磨装置根据上述转矩的多个测定值算出上述转矩的预测值，根据上述预测值确定作为上述预测值达到转矩阈值的时间点的第一研磨终点。
结果，可以根据静止研磨终点或第一研磨终点正确确定研磨终点。
附图说明
图1是表示研磨装置的一个实施方式的示意图。
图2是表示图1所示的研磨头的剖面图。
图3是从上观察使研磨头沿着研磨面摆动时的状态的图。
图4是表示基板的研磨方法及基板的研磨终点的确定方法的一个实施方式的流程图。
图5是表示基板的研磨方法及基板的研磨终点的确定方法的一个实施方式的流程图。
图6是表示步骤1-1～步骤1-12中的用来使研磨台旋转的转矩的变化的一例的图。
图7是表示基板的研磨方法及基板的研磨终点的确定方法的其它的实施方式的流程图。
图8是表示用来使研磨台旋转的转矩与第一研磨终点的关系的图。
图9是表示不使研磨头摆动而对基板进行研磨时的、用来使研磨台旋转的转矩的变化的图。
图10是表示一面使研磨头沿着研磨垫的研磨面摆动，一面对与图9的基板同样的基板进行研磨时的、用来使研磨台旋转的转矩的变化的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1是表示研磨装置的一个实施方式的示意图。图1所示的研磨装置1适合用于对四边形的基板进行研磨用的研磨装置。
如图1所示，研磨装置1具备：保持基板W并使基板W旋转的研磨头10、支承研磨垫2的研磨台3、使研磨台3旋转的研磨台马达8、与支轴14的上端连结的研磨头摆动臂16、安装在研磨头摆动臂16的自由端的研磨头轴12、对研磨装置1的各结构元件的动作进行控制的动作控制部7。研磨头摆动臂16配置在研磨台3的上方，与研磨垫2的研磨面2a平行地配置。本实施方式的基板W是在表面施以绝缘体或实施了布线的印刷布线(电路)基板(PCB)等四边形的基板，研磨头10具有四边形的形状，但是基板W和研磨头10的形状不限于本实施方式。在一个实施方式中，基板W也可以是圆形的晶片，研磨头10的形状也可以是圆形。研磨头10与研磨头轴12的下端连结，被构成为能够通过真空吸引而在其下表面保持基板W。研磨头摆动臂16借助研磨头轴12与研磨头10连结，研磨头10由研磨头摆动臂16支承。
动作控制部7由至少一台计算机构成。动作控制部7具备储存了程序的存储装置7a，和按照程序中包含的命令执行运算的运算装置7b。运算装置7b包括按照储存在存储装置7a中的程序所包含的命令进行运算的CPU(中央处理装置)或GPU(图形处理单元)等。存储装置7a具备能够访问运算装置7b的主存储装置(例如随机访问存储器)，和储存数据及程序的辅助存储装置(例如，硬盘驱动器或固态驱动器)。
研磨装置1还具备与研磨头轴12连结的研磨头旋转马达13。在本实施方式中，研磨头旋转马达13配置在研磨头摆动臂16内，但是在一个实施方式中，研磨头旋转马达13也可以配置在研磨头摆动臂16的外侧。具体而言，研磨头旋转马达13也可以配置在研磨头摆动臂16的上方，研磨头旋转马达13的旋转轴将研磨头摆动臂16贯通而延伸，与研磨头轴12连结。
研磨头轴12构成为能够通过研磨头旋转马达13旋转。通过此研磨头轴12的旋转，研磨头10朝着图的箭头所示方向以研磨头轴12为中心旋转。研磨头轴12与未图示的升降装置连结。研磨头10通过升降装置借助研磨头轴12上升和下降。
研磨装置1还具备与研磨头摆动臂16连结的摆动马达15。在本实施方式中，摆动马达15配置在支轴14内。研磨头摆动臂16被构成为能够通过摆动马达15以支轴14为中心旋转。研磨头10通过研磨头摆动臂16的回旋而在基板W的未图示的接受位置与研磨台3的上方位置之间移动。在一个实施方式中，研磨头摆动臂16也可以固定于支轴14，摆动马达15与支轴14连结。
研磨垫2贴在研磨台3的上表面，研磨垫2与研磨台3一体旋转地构成。研磨垫2的上表面构成对基板W进行研磨的研磨面2a。研磨台3借助台轴3a与配置在其下方的研磨台马达8连结。研磨台3被构成为能够通过研磨台马达8以台轴3a为中心向箭头所示方向旋转。更具体而言，研磨台3的轴心CP与台轴3a的轴心一致，研磨台3以轴心CP为中心旋转。作为研磨台马达8的一例，可列举具备逆变器的可变速马达。
研磨装置1还具备测定用来使研磨台3旋转的转矩的转矩测定装置9。转矩测定装置9与研磨台马达8连接。在基板W的研磨中，研磨台3被研磨台马达8驱动成以恒定的速度旋转。因此，当用来使研磨台3以恒定的速度旋转所需的转矩发生变化时，研磨台马达8的驱动电流变化。
用来使研磨台3旋转的转矩是使研磨台3绕其轴心CP旋转的力的力矩。用来使研磨台3旋转的转矩与研磨台马达8的驱动电流相当。因此，在本实施方式中，转矩测定装置9是对研磨台马达8的驱动电流进行测定的电流测定器。在一个实施方式中，转矩测定装置9也可以由对研磨台马达8进行驱动的马达驱动器的至少一部分构成。在此情况下，马达驱动器确定用来使研磨台3以恒定的速度进行旋转所需的电流值，并输出此确定了的电流值。确定了的电流值与用来使研磨台3旋转的转矩相当。在一个实施方式中，转矩测定装置9也可以是直接测定用来使研磨台3绕其轴心CP旋转的转矩的转矩测定装置。
研磨装置1还具备用来进行研磨垫2的调节的修整器30、用来向研磨垫2供给修整液的修整液供给喷嘴5、用来将液体或液体与气体的混合流体向研磨垫2喷射的喷雾器33。作为修整液的一例，可列举纯水。从喷雾器33喷射的液体，例如为纯水，从喷雾器33喷射的气体，例如为氮气。
在研磨台3和台轴3a上设有用来供给研磨液的研磨液供给路39。研磨液供给路39的一端与形成在研磨台3的表面的研磨液供给孔36连通，另一端与未图示的研磨液供给源连接。在与研磨台3的研磨液供给孔36对应的位置处的研磨垫2上形成研磨液供给孔37。在基板W的研磨中，研磨液通过研磨液供给路39和研磨液供给孔36而从研磨液供给孔37向研磨垫2的研磨面2a供给。作为研磨液的一例可列举包含磨粒的浆料。在图1中表示一组研磨液供给孔36、37，但是，研磨装置1也可以具备多组研磨液供给孔36、37。研磨液供给孔36、37配置在研磨台3的轴心CP上，或配置在轴心CP附近。
图2是图1所示的研磨头10的剖面图。研磨头10具备用来将基板W对研磨垫2的研磨面2a进行按压的弹性膜45、保持弹性膜45的研磨头主体11、配置在研磨头主体11的下方的挡环部件20。弹性膜45安装在研磨头主体11的下部。研磨头主体11固定在研磨头轴12的端部，研磨头主体11、弹性膜45及挡环部件20以通过研磨头轴12的旋转而一体旋转的方式构成。挡环部件20构成为能够相对于研磨头主体11进行相对上下运动。本实施方式的研磨头主体11具有四边形的形状，通过工程塑料(例如，PEEK)等树脂形成。
弹性膜45的下表面构成将基板W对研磨垫2的研磨面2a进行按压的基板按压面45a。挡环部件20围着基板按压面45a配置，基板W被挡环部件20围住。在弹性膜45与研磨头主体11之间设有压力室(气囊)P1。压力室P1由弹性膜45和研磨头主体11形成。通过流体路46将加压空气等加压流体向压力室P1供给，或者进行抽真空。
在图2所示的实施方式中，压力室P1遍及基板W的上表面整体地形成。在一个实施方式中，也可以通过弹性膜45和研磨头主体11形成多个压力室。在形成多个压力室的情况下，也可以设置与各压力室连通的流体路，对各压力室的压力独立地进行控制。弹性膜45由乙丙橡胶(EPDM)、聚氨酯橡胶、硅橡胶等强度和耐久性优异的橡胶材料形成。
挡环部件20配置在弹性膜45的周围，挡环部件20在基板W的研磨中与研磨垫2的研磨面2a接触。挡环部件20围着基板W的外周縁进行配置，防止在基板W的研磨中基板W从研磨头10飞出。本实施方式的挡环部件20与四边形的基板W对应地具有四边形的环状的形状，但是，挡环部件20的形状不限于本实施方式的形状。挡环部件20可以由刚性高的树脂材料或陶瓷等形成。
在挡环部件20与研磨头主体11之间配置环状的弹性囊49，在该弹性囊49的内部形成压力室Pr。挡环部件20能够通过弹性囊49的膨胀/收缩相对于研磨头主体11相对上下运动。弹性囊49通过膨胀而将挡环部件20的下表面向研磨垫2的研磨面2a按压。
流体路50与压力室Pr连通，从而将加压空气等的加压流体通过流体路50向压力室Pr供给。压力室Pr的内部压力能够调整。因此，可以与基板W对研磨垫2的按压力相独立地调整挡环部件20对研磨垫2的按压力。本实施方式的弹性囊49与四边形的基板W对应地具有四边形的环状的形状，但是，弹性囊49的形状不限于本实施方式的形状。在一个实施方式中，研磨头10也可以具备多个挡环部件20和多个弹性囊49。在此情况下，各挡环部件20对研磨垫2的按压力能够通过各弹性囊49分别独立地进行调整。在基板W为多边形的情况下，也可以具备按每个各边及/或各角部独立地调整的多个挡环部件20和多个弹性囊49。
上述升降装置(未图示)、研磨头旋转马达13、摆动马达15、研磨台马达8，及转矩测定装置9与动作控制部7电连接。上述升降装置(未图示)、研磨头旋转马达13、摆动马达15、研磨台马达8，及转矩测定装置9的动作通过动作控制部7进行控制。
基板W的研磨按如下进行。一面使研磨头10旋转且使研磨台3与研磨垫2一体地旋转，一面从研磨液供给孔37将研磨液(浆料)向研磨垫2的研磨面2a上进行供给。研磨头10通过升降装置(未图示)下降到规定的位置(研磨高度)。通过向处于此规定的位置(研磨高度)的研磨头10的压力室P1供给压缩气体而使弹性膜45膨胀，弹性膜45将基板W向研磨垫2的研磨面2a按压。压缩气体也向压力室Pr内供给，弹性囊49将挡环部件20对研磨垫2的研磨面2a进行按压。
研磨头10及研磨台3(及研磨垫2)以图1的箭头所示那样向相同方向旋转，在此状态下，研磨头10将基板W向研磨垫2的研磨面2a按压。在浆料存在于研磨垫2的研磨面2a上的状态下，基板W与研磨垫2的研磨面2a滑动接触。通过基于浆料的化学成分的化学作用和浆料中包含的磨粒的机械作用的组合对基板W的表面进行研磨。
在基板W的研磨中，动作控制部7向摆动马达15发出指令而使研磨头10沿着研磨面2a摆动。图3是从上观察使研磨头10沿着研磨面2a摆动时的状态的图。图3所示的研磨头10以研磨头轴12为中心旋转。通过动作控制部7使摆动马达15绕顺时针和逆时针交替地旋转规定的角度，从而，研磨头10通过研磨头摆动臂16以支轴14为中心旋转往复运动，由此，研磨头10沿着研磨面2a摆动。
本实施方式的研磨头10被构成为能够保持尺寸比较大的基板。为此，如图3所示，研磨头10相对于研磨台3的尺寸相对较大，在研磨中，研磨头10配置在研磨台3的轴心CP上。在此情况下，当从研磨垫2的上方向研磨面2a供给研磨液时，有时研磨液未被供给到被研磨头10保持着的基板W的被研磨面整体。于是，在本实施方式中，为了将研磨液供给到基板W的被研磨面整体，从轴心CP上或轴心CP附近的研磨液供给孔37供给研磨液。另外，为了将研磨液均匀地向基板W的被研磨面整体进行供给，研磨装置1一面使研磨头10沿着研磨面2a摆动，一面对基板W进行研磨。在研磨头10进行摆动的期间，研磨头10及基板W处于研磨台3的轴心CP上。
当基板W的研磨结束时，将被研磨的基板W从研磨头10拆下，向下一个工序搬送。在基板W的研磨后，研磨垫2的研磨面2a通过修整器30进行修整。修整器30对研磨垫2稍稍进行削刮，由此将研磨面2a翻新。研磨头10对新的基板进行保持，新的基板同样进行研磨。这样，反复进行基板的研磨。
基板的研磨终点根据用来使研磨台3旋转的转矩的变化来确定。如上所述，在本实施方式中，用来使研磨台3旋转的转矩与研磨台马达8的驱动电流相当，动作控制部7根据研磨台马达8的驱动电流的变化确定基板的研磨终点。
以下，对基板的研磨方法及基板的研磨终点的确定方法进行详细说明。图4和图5是表示基板的研磨方法及基板的研磨终点的确定方法的一个实施方式的流程图。
在步骤1-1～步骤1-4中，研磨装置1实施摆动研磨工序。在本说明书中，将摆动研磨工序定义为一面使研磨台3旋转且使研磨头10沿着研磨面2a摆动一面对基板进行研磨的工序。
在步骤1-1中，研磨装置1开始摆动研磨工序。即，研磨台马达8使研磨台3与研磨垫2一体地以恒定的旋转速度旋转，研磨头10使基板W以恒定的旋转速度旋转。摆动马达15一面使研磨头10沿着研磨面2a以恒定的条件摆动，研磨头10一面将基板W向研磨垫2的研磨面2a以恒定的条件按压，对基板W进行研磨。也可以进而同时将挡环部件20对研磨垫2的研磨面2a按压而对基板W进行研磨。
在步骤1-2中，研磨头10一面对研磨垫2上的基板W进行研磨，转矩测定装置9一面测定用来使研磨台3旋转的转矩(研磨台马达8的驱动电流)。
在步骤1-3中，动作控制部7从转矩测定装置9取得上述转矩的测定值，将上述转矩的测定值与预先设定的转矩阈值比较。此转矩的测定值表示用来使研磨台3以恒定的速度旋转所需的转矩。在上述转矩的测定值未达到转矩阈值的情况下，动作控制部7使研磨装置1继续进行摆动研磨工序。在上述转矩的测定值达到转矩阈值后，动作控制部7向摆动马达15发出指令而使研磨头10的摆动停止(步骤1-4)。由此，研磨装置1结束摆动研磨工序。
在本实施方式中，研磨对象的基板W具有如下构造，即，随着对基板W的研磨的进行，用来使研磨台3旋转的转矩下降(作用在研磨垫2与基板W之间的摩擦力变小)。因此，在本实施方式中，在上述转矩的测定值大于转矩阈值的情况下，动作控制部7使研磨装置1继续执行摆动研磨工序。在上述转矩的测定值与转矩阈值相同或小于转矩阈值的情况下，动作控制部7向摆动马达15发出指令而使研磨头10的摆动停止。
在一个实施方式中，研磨对象的基板W也可以具有如下构造，即，随着对基板W的研磨的进行，用来使研磨台3旋转的转矩上升(作用在研磨垫2与基板W之间的摩擦力变大)。在该场合，在上述转矩的测定值小于转矩阈值的情况下，动作控制部7使研磨装置1继续执行摆动研磨工序。在上述转矩的测定值与转矩阈值相同或大于转矩阈值的情况下，动作控制部7向摆动马达15发出指令而使研磨头10的摆动停止。
以下，在本说明书中，将在上述转矩的测定值达到预先设定的转矩阈值后停止研磨头10的摆动的动作称作摆动停止动作。在本实施方式中，研磨头10处于研磨台3上方的预先设定的停止位置时执行摆动停止动作。如上所述，用来对应于研磨头10相对研磨垫2的位置而使研磨台3旋转所需的转矩发生改变。当用来对每个进行研磨的基板实施后述的静止研磨工序的研磨头10的位置不同时，后述的静止研磨终点会产生偏差。因此，通过使研磨头10在相同停止位置停止，可以防止在静止研磨工序中的静止研磨终点产生偏差。
在一个实施方式中，在步骤1-3中，动作控制部7也可以取代将转矩的测定值与预先设定的转矩阈值进行比较，而是将当前的研磨时间与预先设定的摆动研磨时间进行比较。在当前的研磨时间未经过摆动研磨时间的情况下，动作控制部7使研磨装置1继续执行摆动研磨工序。在当前的研磨时间经过了摆动研磨时间后，动作控制部7向摆动马达15发出指令而使研磨头10的摆动停止(步骤1-4)。在此情况下，摆动停止动作是在当前的研磨时间经过摆动研磨时间后使研磨头10的摆动停止的动作。
在步骤1-5～步骤1-9中，在摆动停止动作后，动作控制部7使研磨装置1执行静止研磨工序。在本说明书中，将静止研磨工序定义为在一面使研磨台3旋转，一面使研磨头10的摆动停止的状态下对基板进行研磨的工序。
在步骤1-5中，研磨装置1开始静止研磨工序。静止研磨工序在不使研磨头10摆动这一点与摆动研磨工序不同，其它的动作与摆动研磨工序相同。即，通过摆动停止动作使摆动停止了的研磨头10，一面使基板W旋转，一面将基板W向与研磨台3一起旋转的研磨垫2的研磨面2a按压而对基板W进行研磨。在静止研磨工序中的研磨头10的位置是上述预先设定的停止位置。摆动研磨工序和静止研磨工序实际上连续地进行。
在步骤1-6中，研磨头10一面对基板W进行研磨，转矩测定装置9一面测定用来使研磨台3旋转的转矩(研磨台马达8的驱动电流)。
在步骤1-7中，动作控制部7从转矩测定装置9取得转矩的测定值，根据转矩的测定值算出转矩相对于研磨时间的变化率(即，转矩的变化的比例)。
在步骤1-8中，动作控制部7将转矩的变化的比例与预先设定的变化比例阈值进行比较。在转矩的变化的比例未达到变化比例阈值的情况下，动作控制部7使研磨装置1继续执行静止研磨工序。
在步骤1-9中，动作控制部7确定作为转矩的变化的比例达到变化比例阈值的时间点的静止研磨终点。然后，动作控制部7使研磨装置1结束静止研磨工序。在静止研磨工序中，由于研磨头10的摆动停止，因此可以根据研磨头10的位置消除转矩的改变，动作控制部7可以正确确定静止研磨终点。
在本实施方式中，研磨对象的基板W具有随着静止研磨工序的进行而转矩的变化的比例下降的构造。因此，在本实施方式中，在转矩的变化的比例大于变化比例阈值的情况下，动作控制部7使研磨装置1继续执行静止研磨工序。动作控制部7确定作为转矩的变化的比例减少而达到变化比例阈值的时间点的静止研磨终点。
在一个实施方式中，研磨对象的基板W也可以具有随着静止研磨工序的进行而转矩的变化的比例上升的构造。在此情况下，在转矩的变化的比例小于变化比例阈值的情况下，动作控制部7使研磨装置1继续执行静止研磨工序。动作控制部7确定作为转矩的变化的比例增加而达到变化比例阈值的时间点的静止研磨终点。
在步骤1-10～步骤1-12中，静止研磨工序后，动作控制部7使研磨装置1执行精研磨工序。在具有随着静止研磨工序的进行而转矩的变化的比例下降的构造的基板W的研磨中，经过静止研磨终点后，作用于研磨垫2与基板W之间的摩擦力不发生大变化(即，用来使研磨台3旋转的转矩不发生大变化)。此静止研磨终点表示基板W的被研磨面的材质变化了的时间点。在具有随着静止研磨工序的进行而转矩的变化的比例上升的构造的基板W的研磨中，静止研磨终点也表示基板W的被研磨面的材质变化了的时间点。在经过静止研磨终点后，也可以通过进一步实施对基板W进行研磨的精研磨工序而提高被研磨面的平坦性。
在步骤1-10中，研磨装置1开始精研磨工序。精研磨工序是与摆动研磨工序实际上相同的动作。即，摆动马达15一面使研磨头10沿着研磨面2a摆动，研磨头10一面使基板W旋转且将基板W向与研磨台3一起旋转的研磨垫2的研磨面2a按压而对基板W进行研磨。在一个实施方式中，也可以在使研磨头10的摆动停止的状态下实施精研磨工序。静止研磨工序和精研磨工序实际上连续地进行。此外，虽然在精研磨工序中也可以与静止研磨工序同样地在全部时间使研磨头10的摆动停止或者非连续性地使研磨头10的摆动停止，但是使研磨头10摆动可以提高被研磨面的平坦性。
在步骤1-11中，动作控制部7将当前的研磨时间与精研磨时间比较。在当前的研磨时间未经过精研磨时间的情况下，动作控制部7使研磨装置1继续执行精研磨工序。
在步骤1-12中，动作控制部7确定作为当前的研磨时间经过了精研磨时间的时间点的精研磨终点。精研磨时间根据静止研磨终点来确定。具体而言，动作控制部7通过将静止研磨终点中的研磨时间与预先设定的固定时间相加来确定精研磨时间。固定时间根据实验、以往的研磨实际成绩来确定。在其它的例子中，动作控制部7也可以将预先设定的系数与静止研磨终点中的研磨时间相乘来确定精研磨时间。在精研磨终点确定后，动作控制部7使研磨装置1结束精研磨工序，由此结束基板W的研磨。在图6中表示用来使步骤1-1～步骤1-12中的研磨台3旋转的转矩的变化的一例。在图6中，表示随着研磨的进行而用来使研磨台3旋转的转矩变小的对基板进行研磨的情况下的上述转矩变化的例子。
上述转矩阈值和摆动研磨时间根据实验、以往的研磨实际成绩来确定，被设定为静止研磨终点的附近。由此，可以一面缩短使研磨头10的摆动停止的时间一面正确确定静止研磨终点。结果，研磨装置1可以一面维持研磨性能一面正确确定静止研磨终点及精研磨终点等研磨终点。为了削减基板W的表面缺陷(伤痕等)，在精研磨工序的最后，或随着精研磨工序继续执行水研磨工序，该水研磨工序一面取代浆料而将纯水向研磨垫2的研磨面2a供给，一面在降低研磨头10对基板W的按压力的状态下使基板W与研磨垫2的研磨面2a滑动接触。
接着，对基板的研磨方法及基板的研磨终点的确定方法的其它的实施方式进行说明。图7是表示基板的研磨方法及基板的研磨终点的确定方法的其它的实施方式的流程图。
在步骤2-1中，动作控制部7使研磨装置1执行基板W的研磨。本实施方式的研磨如下进行。即，研磨台马达8使研磨台3与研磨垫2一体地以恒定的旋转速度旋转，研磨头10使基板W以恒定的旋转速度旋转。摆动马达15一面使研磨头10沿着研磨面2a以恒定的条件进行摆动，研磨头10一面将基板W以恒定的条件向研磨垫2的研磨面2a按压，对基板W进行研磨。进而，也可以同时将挡环部件20向研磨垫2的研磨面2a按压而对基板W进行研磨。在本实施方式中，在研磨头10进行摆动的期间，研磨头10和基板W也处于研磨台3的轴心CP上。
在步骤2-2中，研磨头10一面对研磨垫2上的基板W进行研磨，转矩测定装置9一面测定用来使研磨台3旋转的转矩(研磨台马达8的驱动电流)。
在步骤2-3中，动作控制部7从转矩测定装置9取得转矩的测定值，从转矩的多个测定值确定转矩的多个代表值。在本实施方式中，转矩的多个代表值是转矩的多个极小值。在一个实施方式中，转矩的多个代表值也可以是转矩的多个极大值，或转矩的多个移动平均值。
在步骤2-4中，动作控制部7生成表示转矩的多个代表值与研磨时间的关系的关系式。
在步骤2-5中，动作控制部7确定作为从上述关系式算出的转矩的预测值达到预先设定的转矩阈值的时间点的第一研磨终点。图8是表示用来使研磨台3旋转的转矩与第一研磨终点的关系的图。第一研磨终点是当作用于研磨垫2与基板W之间的摩擦力变为恒定时预测的时间点。转矩阈值根据实验、以往的研磨实际成绩来确定。
在步骤2-6中，动作控制部7将当前的研磨时间与精研磨时间比较。在当前的研磨时间未经过精研磨时间的情况下，动作控制部7使研磨装置1继续执行基板W的研磨。
在步骤2-7中，动作控制部7确定作为当前的研磨时间经过了精研磨时间的时间点的精研磨终点(第二研磨终点)。精研磨时间根据第一研磨终点来确定。具体而言，动作控制部7通过将第一研磨终点中的研磨时间与预先设定的固定时间相加来确定精研磨时间。固定时间根据实验、以往的研磨实际成绩来确定。在其它的例子中，动作控制部7也可以通过将预先设定的系数与第一研磨终点中的研磨时间相乘来确定精研磨时间。在确定第二研磨终点后，动作控制部7使研磨装置1结束精研磨工序，由此结束对基板W的研磨。为了削减基板W的表面缺陷(伤痕等)，也可以在精研磨工序的最后，或随着精研磨工序继续执行水研磨工序，该水研磨工序一面取代浆料而将纯水向研磨垫2的研磨面2a供给，一面在降低研磨头10对基板W的按压力的状态下使基板W与研磨垫2的研磨面2a滑动接触。
在本实施方式中，根据上述转矩的多个测定值算出上述转矩的预测值，根据上述预测值确定第一研磨终点。因此，在本实施方式中，可以一面使研磨头10摆动，一面正确确定第一研磨终点。结果，研磨装置1可以一面维持研磨性能一面正确确定第一研磨终点及第二研磨终点等研磨终点。
上述实施方式是以使具有本发明所属技术领域中的通常的知识的人员能够实施本发明为目的而记载的。上述实施方式的各种各样的变形例，对于本领域技术人员来说当然能够完成，本发明的技术思想也适用于其它的实施方式。因此，本发明不限于所记载的实施方式，可解释为基于由请求保护的范围所定义的技术思想最为宽泛的范围。
符号说明
1 研磨装置
2 研磨垫
2a 研磨面
3 研磨台
5 修整液供给喷嘴
7 动作控制部
8 研磨台马达
9 转矩测定装置
10 研磨头
11 研磨头主体
12 研磨头轴
13 研磨头旋转马达
14 支轴
15 摆动马达
16 研磨头摆动臂
20 挡环部件
30 修整器
33 喷雾器
36 研磨液供给孔
37 研磨液供给孔
39 研磨液供给路
45 弹性膜
46 流体路
49 弹性囊
50 流体路

Claims (12)

1.一种对基板进行研磨的方法，其特征在于，
使支承研磨垫的研磨台旋转，
由研磨头将所述基板向所述研磨垫的研磨面按压而对所述基板进行研磨，
对所述基板进行研磨的工序包括：
摆动研磨工序，一面使所述研磨头沿着所述研磨面摆动，一面对所述基板进行研磨；
静止研磨工序，在使所述研磨头的摆动停止的状态下对所述基板进行研磨；以及
精研磨工序，在所述静止研磨工序之后进行，
所述静止研磨工序在所述摆动研磨工序后进行，
所述静止研磨工序包括确定静止研磨终点的工序，该静止研磨终点是使所述研磨台旋转用的转矩的变化的比例达到变化比例阈值的时间点，
所述精研磨工序，通过将预先设定的固定时间与所述静止研磨终点中的研磨时间相加，或将预先设定的系数与所述静止研磨终点中的研磨时间相乘，来确定精研磨终点。
2.如权利要求1所述的对基板进行研磨的方法，其特征在于，对所述基板进行研磨的工序，包括在所述转矩达到预先设定的转矩阈值后或在当前的研磨时间经过了预先设定的摆动研磨时间后使所述研磨头的摆动停止的摆动停止动作。
3.如权利要求2所述的对基板进行研磨的方法，其特征在于，所述摆动停止动作，包括在所述研磨头处于所述研磨台上方的预先设定的停止位置时使所述研磨头的摆动停止的动作。
4.如权利要求1～3中的任一项所述的对基板进行研磨的方法，其特征在于，所述确定静止研磨终点的工序，是确定作为所述变化的比例减少而达到所述变化比例阈值的时间点的静止研磨终点的工序。
5.如权利要求1～3中的任一项所述的对基板进行研磨的方法，其特征在于，所述确定静止研磨终点的工序，是确定作为所述变化的比例增加而达到所述变化比例阈值的时间点的静止研磨终点的工序。
6.如权利要求1所述的对基板进行研磨的方法，其特征在于，所述精研磨工序包括一面使所述研磨头沿着所述研磨面摆动一面对所述基板进行研磨的工序。
7.如权利要求1～3中的任一项所述的对基板进行研磨的方法，其特征在于，在所述研磨头进行摆动的期间，所述研磨头处于所述研磨台的轴心上。
8.一种研磨装置，用来对基板进行研磨，其特征在于，具备：
支承研磨垫的研磨台；
使所述研磨台旋转的研磨台马达；
测定用来使所述研磨台旋转的转矩的转矩测定装置；
将基板向所述研磨垫的研磨面按压而对该基板进行研磨的研磨头；
与所述研磨头连结的研磨头摆动臂；
与所述研磨头摆动臂连结并使所述研磨头沿着所述研磨面摆动的摆动马达；以及
对所述研磨装置的动作进行控制的动作控制部，
所述动作控制部被构成为：
使所述研磨装置执行摆动研磨工序，该摆动研磨工序一面使所述研磨台旋转且使所述研磨头沿着所述研磨面摆动，一面对所述基板进行研磨，
在所述摆动研磨工序之后，使所述研磨装置执行静止研磨工序，该静止研磨工序一面使所述研磨台旋转，一面在使所述研磨头的摆动停止的状态下对所述基板进行研磨，
在所述静止研磨工序中确定静止研磨终点，该静止研磨终点是使所述研磨台旋转用的转矩的变化的比例达到变化比例阈值的时间点，
在所述静止研磨工序之后，使所述研磨装置执行精研磨工序，该精研磨工序一面使所述研磨台旋转，一面对所述基板进行研磨，
通过将预先设定的固定时间与所述静止研磨终点中的研磨时间相加，或将预先设定的系数与所述静止研磨终点中的研磨时间相乘，来确定精研磨终点。
9.如权利要求8所述的研磨装置，其特征在于，所述动作控制部被构成为，在所述转矩达到预先设定的转矩阈值后，或在当前的研磨时间经过了预先设定的摆动研磨时间后，对所述摆动马达发出指令而使所述研磨头的摆动停止。
10.如权利要求9所述的研磨装置，其特征在于，所述动作控制部被构成为，在所述研磨头处于所述研磨台上方的预先设定的停止位置时，对所述摆动马达发出指令而使所述研磨头的摆动停止。
11.如权利要求8所述的研磨装置，其特征在于，所述动作控制部被构成为，一面使所述研磨台旋转并使所述研磨头沿所述研磨面摆动，一面使所述研磨装置执行所述精研磨工序。
12.如权利要求8～10中的任一项所述的研磨装置，其特征在于，所述研磨头处于所述研磨台的轴心上。
CN202011147586.6A 2019-10-25 2020-10-23 研磨方法及研磨装置 Active CN112706002B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019194182A JP7374710B2 (ja) 2019-10-25 2019-10-25 研磨方法および研磨装置
JP2019-194182 2019-10-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112706002A CN112706002A (zh) 2021-04-27
CN112706002B true CN112706002B (zh) 2024-05-14

Family

ID=74701360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011147586.6A Active CN112706002B (zh) 2019-10-25 2020-10-23 研磨方法及研磨装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11618123B2 (zh)
EP (1) EP3812094B1 (zh)
JP (1) JP7374710B2 (zh)
KR (1) KR20210049683A (zh)
CN (1) CN112706002B (zh)
SG (1) SG10202010318TA (zh)
TW (1) TW202128351A (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7443169B2 (ja) * 2020-06-29 2024-03-05 株式会社荏原製作所 基板処理装置、基板処理方法、および基板処理方法を基板処理装置のコンピュータに実行させるためのプログラムを格納した記憶媒体
JP2023534268A (ja) * 2020-07-14 2023-08-08 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 化学機械研磨中に不適合基板処理事象を検出する方法
WO2022270345A1 (ja) * 2021-06-22 2022-12-29 株式会社荏原製作所 研磨方法および研磨装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08197417A (ja) * 1995-01-19 1996-08-06 Ebara Corp ポリッシングの終点検知方法
JPH09262743A (ja) * 1996-03-27 1997-10-07 Nec Corp 研磨終点検出装置および方法
JP2008110471A (ja) * 2006-10-06 2008-05-15 Ebara Corp 基板研磨装置、基板研磨方法、基板受取方法
JP2009059828A (ja) * 2007-08-30 2009-03-19 Tokyo Seimitsu Co Ltd トルク変化を利用した研磨終端時点検知方法及びその装置
JP2012138442A (ja) * 2010-12-27 2012-07-19 Ebara Corp ポリッシング装置およびポリッシング方法
JP2013219248A (ja) * 2012-04-10 2013-10-24 Ebara Corp 研磨装置および研磨方法
CN104070445A (zh) * 2013-03-29 2014-10-01 株式会社荏原制作所 研磨装置及磨损检测方法
US9308618B2 (en) * 2012-04-26 2016-04-12 Applied Materials, Inc. Linear prediction for filtering of data during in-situ monitoring of polishing
CN107877356A (zh) * 2016-09-30 2018-04-06 株式会社荏原制作所 研磨系统以及研磨方法
JP2019030915A (ja) * 2017-08-04 2019-02-28 東芝メモリ株式会社 研磨装置、研磨方法、およびプログラム

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0874390B1 (en) * 1995-09-13 2004-01-14 Hitachi, Ltd. Polishing method
US8353738B2 (en) * 1998-11-06 2013-01-15 Semcon Tech, Llc Advanced finishing control
US7097534B1 (en) * 2000-07-10 2006-08-29 Applied Materials, Inc. Closed-loop control of a chemical mechanical polisher
US6494765B2 (en) * 2000-09-25 2002-12-17 Center For Tribology, Inc. Method and apparatus for controlled polishing
JP2003318140A (ja) 2002-04-26 2003-11-07 Applied Materials Inc 研磨方法及び装置
JP4838614B2 (ja) * 2006-03-29 2011-12-14 株式会社岡本工作機械製作所 半導体基板の平坦化装置および平坦化方法
JP2008091698A (ja) * 2006-10-03 2008-04-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法
US8616935B2 (en) * 2010-06-02 2013-12-31 Applied Materials, Inc. Control of overpolishing of multiple substrates on the same platen in chemical mechanical polishing
JP6145342B2 (ja) * 2013-07-12 2017-06-07 株式会社荏原製作所 膜厚測定装置、膜厚測定方法、および膜厚測定装置を備えた研磨装置
JP6030041B2 (ja) * 2013-11-01 2016-11-24 株式会社荏原製作所 研磨装置および研磨方法
US10029346B2 (en) * 2015-10-16 2018-07-24 Applied Materials, Inc. External clamp ring for a chemical mechanical polishing carrier head
TW201822953A (zh) * 2016-09-16 2018-07-01 美商應用材料股份有限公司 基於溝槽深度的電磁感應監控進行的過拋光
CN110352115A (zh) * 2017-03-06 2019-10-18 应用材料公司 为cmp位置特定研磨(lsp)设计的螺旋及同心圆移动

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08197417A (ja) * 1995-01-19 1996-08-06 Ebara Corp ポリッシングの終点検知方法
JPH09262743A (ja) * 1996-03-27 1997-10-07 Nec Corp 研磨終点検出装置および方法
JP2008110471A (ja) * 2006-10-06 2008-05-15 Ebara Corp 基板研磨装置、基板研磨方法、基板受取方法
JP2009059828A (ja) * 2007-08-30 2009-03-19 Tokyo Seimitsu Co Ltd トルク変化を利用した研磨終端時点検知方法及びその装置
JP2012138442A (ja) * 2010-12-27 2012-07-19 Ebara Corp ポリッシング装置およびポリッシング方法
JP2013219248A (ja) * 2012-04-10 2013-10-24 Ebara Corp 研磨装置および研磨方法
US9308618B2 (en) * 2012-04-26 2016-04-12 Applied Materials, Inc. Linear prediction for filtering of data during in-situ monitoring of polishing
CN104070445A (zh) * 2013-03-29 2014-10-01 株式会社荏原制作所 研磨装置及磨损检测方法
CN107877356A (zh) * 2016-09-30 2018-04-06 株式会社荏原制作所 研磨系统以及研磨方法
JP2018058197A (ja) * 2016-09-30 2018-04-12 株式会社荏原製作所 研磨装置、及び研磨方法
JP2019030915A (ja) * 2017-08-04 2019-02-28 東芝メモリ株式会社 研磨装置、研磨方法、およびプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
US20210170541A1 (en) 2021-06-10
JP2021065990A (ja) 2021-04-30
US11618123B2 (en) 2023-04-04
TW202128351A (zh) 2021-08-01
JP7374710B2 (ja) 2023-11-07
CN112706002A (zh) 2021-04-27
KR20210049683A (ko) 2021-05-06
SG10202010318TA (en) 2021-05-28
EP3812094A1 (en) 2021-04-28
EP3812094B1 (en) 2024-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112706002B (zh) 研磨方法及研磨装置
WO2018198997A1 (ja) 基板の研磨装置
JP4757580B2 (ja) 研磨方法及び研磨装置、並びに研磨装置制御用プログラム
KR100315722B1 (ko) 기판표면을평탄화하기위한연마기
JP4658182B2 (ja) 研磨パッドのプロファイル測定方法
US8398456B2 (en) Polishing method, polishing apparatus and method of monitoring a substrate
JP5973883B2 (ja) 基板保持装置および研磨装置
US9751189B2 (en) Compliant polishing pad and polishing module
JP2001129754A (ja) パッドプロファイルを測定する方法および装置、ならびにパッドコンディショニングプロセスの閉ループ制御
CN115244656A (zh) 研磨方法、研磨装置及记录有程序的计算机可读取记录介质
US6758726B2 (en) Partial-membrane carrier head
US20240131652A1 (en) Planarized membrane and methods for substrate processing systems
JP2001237206A (ja) 平坦化加工方法
WO2001058644A1 (en) Method and apparatus for controlling a pad conditioning process of a chemical-mechanical polishing apparatus
US20220359219A1 (en) Chemical Mechanical Polishing With Die-Based Modification
KR20080096929A (ko) 화학기계적 연마 장치 및 연마 패드 컨디셔닝 방법
KR20210131616A (ko) 화학적 기계적 연마 장치
JP2000233360A5 (zh)
KR20030089252A (ko) 반도체 웨이퍼 폴리싱장치의 패드콘디셔너 오동작 감지장치
KR20050007503A (ko) 화학적 기계적 연마설비
JP2000233360A (ja) ポリッシング装置
JP2002246350A (ja) 平面研磨方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant