CN112936089A - 研磨机构、研磨头、研磨装置及研磨方法 - Google Patents

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Abstract

根据一个实施方式,有关实施方式的研磨装置具有测定衬底的被研磨膜的膜厚的测定部。并且,研磨装置具有运算部,根据膜厚的测定结果求出凸部的位置和形状,由存储有多个条件的存储部选择适合凸部的研磨的条件,该凸部是超过膜厚的允许值的被研磨膜上的部位。另外,研磨装置具有研磨部,根据所选择的条件进行凸部的局部研磨。研磨部具有:研磨垫;安装部,可以将研磨垫安装在研磨凸部一侧;多个按压单元,用于控制研磨垫的研磨面的形状,以便使与凸部接触;以及驱动单元,根据所选择的条件使多个按压单元在与研磨面垂直的方向移动。

Description

研磨机构、研磨头、研磨装置及研磨方法
本申请以在2019年12月10日提出申请的第2019-222695号日本专利申请的优先权为基础并对其主张优先权,并且该原专利申请的全部内容通过引用被包含于此。
技术领域
这里说明的多个形态的实施方式全部涉及研磨装置、研磨头、研磨方法及半导体装置的制造方法。
背景技术
在半导体装置的制造工序中,半导体装置表面的平坦化技术变得日益重要。该平坦化技术中重要的技术是化学机械研磨(CMP(Chemical Mechanical Polishing))。该化学机械研磨是这样的技术,使用研磨装置向研磨垫等研磨面上供给含有二氧化硅(SiO2)等研磨颗粒的研磨液,并且使半导体晶片等衬底接触研磨面进行研磨。
发明内容
本发明的实施方式提供一种研磨装置、研磨头、研磨方法及半导体装置的制造方法,通过控制衬底的被研磨膜和研磨面的接触区域,能够进行高速且高精度的衬底的膜厚校正。
有关实施方式的研磨机构具有:固定部,将研磨衬底的表面的研磨垫固定;多个按压单元,按压研磨垫;以及驱动单元,其构成为有选择地仅使一个按压单元在与衬底的表面垂直的方向移动,控制研磨垫和衬底的表面之间的接触面积。
另外,有关实施方式的研磨头具有:固定部,将研磨衬底的表面的研磨垫固定;多个按压单元,按压研磨垫;以及驱动单元,其构成为有选择地仅使一个按压单元在和衬底的表面垂直的方向移动,控制研磨垫与衬底的表面之间的接触面积。
根据上述的结构,可以提供一种研磨装置、研磨头、研磨方法及半导体装置的制造方法,通过控制衬底的被研磨膜和研磨面的接触区域,能够进行高速且高精度的衬底的膜厚校正。
附图说明
图1是表示有关本实施方式的研磨装置的各构成要素及其配置关系的一例的图。
图2是表示有关本实施方式的研磨装置的第一研磨部的结构例的斜视图。
图3是表示有关本实施方式的研磨装置的第二研磨部的结构例的斜视图。
图4是表示有关本实施方式的研磨装置的第二研磨部的结构例的剖面图。
图5是对有关本实施方式的研磨装置的第二研磨部的研磨垫和晶片的接触区域的控制进行说明的示意图。
图6是对有关本实施方式的研磨装置的第二研磨部的研磨垫和晶片的接触区域的控制进行说明的示意图。
图7是对有关本实施方式的研磨装置的第二研磨部的研磨垫和晶片的接触区域的控制进行说明的示意图。
图8是对有关本实施方式的研磨装置的第二研磨部的研磨垫和晶片的接触区域的控制进行说明的示意图。
图9是对有关本实施方式的研磨装置的第二研磨部的研磨垫和晶片的接触区域的控制进行说明的示意图。
图10是表示有关本实施方式的研磨方法的步骤的一例的流程图。
图11是对有关本实施方式的测定部的动作的一例进行说明的示意图。
图12是表示通过有关本实施方式的测定部的测定得到的自晶片的中心的移位和膜厚的关系的图。
具体实施方式
下面,关于实施方式的研磨头及研磨装置,参照附图进行说明。另外,附图是示意性的图,存在例如厚度和平面尺寸的关系、各层的厚度的比率等与实际状况不同的情况。并且,在实施方式中,对实质上相同的构成要素标注相同的标号并省略说明。
图1是表示有关本实施方式的研磨装置1000的各构成要素及其配置关系的一例的图。研磨装置1000具有第一研磨部100、第二研磨部200、测定部300、控制部400、装载端口510、输送机械手522、输送路径524、衬底台530、清洗部540、干燥部550、总线560。控制部400通过总线560与第一研磨部100、第二研磨部200、测定部300的各个进行通信。第一研磨部100、第二研磨部200、测定部300、装载端口510、清洗部540、干燥部550之间通过多个输送机械手522相连接。
图2是表示有关本实施方式的研磨装置1000的第一研磨部100的结构例的斜视图。第一研磨部100具有:转盘150,支承研磨垫140;顶环120,将晶片W按压在研磨垫140;喷嘴180,用于对研磨垫140供给浆料(研磨剂)。对于第一研磨部100,晶片W以其被研磨面相对于贴附了研磨垫140的转盘150上的平板155朝下(面朝下)的方式安装在顶环120。平板155有时还被称为压板。另外,顶环120及后述的顶环220有时还被称为研磨头。
转盘150通过转盘轴160与配置在其下方的转盘电机170连结。该转盘电机170使转盘150沿箭头表示的方向旋转。研磨垫140贴附在转盘150的上表面,研磨垫140的上表面构成研磨晶片W的研磨面140a。研磨垫140的研磨面140a具有比晶片W的表面大的面积,晶片W的整个表面能够与研磨面140a接触。顶环120固定于顶环轴130的下端。顶环120可以在其下表面通过真空吸附来保持晶片W。另外,在下面的说明中,有时还将晶片W称为衬底W。此外,研磨垫140及后述的研磨垫240有时还被称为研磨布。
晶片W的表面的研磨是按照以下所述进行的。根据来自控制部400的指令,顶环120及转盘150分别沿箭头表示的方向旋转。顶环120将晶片W的整个表面(例如形成有配线图案的面)按压在研磨垫140的研磨面140a。此时,从喷嘴180向研磨垫140的研磨面140a上供给浆料。通过浆料的化学成分的化学作用和浆料中所包含的研磨颗粒的机械作用的组合对晶片W的整个表面进行研磨。另外,晶片W的表面的研磨所需要的动作由来自后述的控制器410的动作指令信号进行控制。另外,顶环120及转盘150的旋转方向还可以与图2的箭头表示的方向相反。并且,顶环120及转盘150可以分别沿相同的方向旋转。而且,顶环120及转盘150还可以沿不同的方向旋转。
图3是表示有关本实施方式的研磨装置1000的第二研磨部200的结构例的斜视图。第二研磨部200具有:转盘250;顶环220(固定部),将研磨垫240固定并按压在晶片W;喷嘴280,用于对晶片W供给浆料。顶环220固定于顶环轴230的下端。研磨垫240通过顶环220的下方的安装部225与后述的按压单元294可接触地进行安装,研磨垫240的下表面构成研磨晶片W的研磨面240a。
转盘250通过转盘轴260与配置在其下方的转盘电机270连结。该转盘电机270使转盘250沿箭头表示的方向旋转。
第二研磨部200将膜厚具有偏差的晶片W的被研磨面朝上(面朝上)地安装在转盘250上。所谓膜厚具有偏差的状态是指晶片W的表面具有凹凸(起伏)的状态。因此,转盘250的安装面的面积是比晶片W的表面积稍大的程度。通常使用的晶片W是直径12英寸的圆板形状,因而与图2所示的第一研磨部100相比,第二研磨部200更小型。
安装了研磨垫240的顶环220将研磨垫240按压在晶片W的表面。另外,如图3所示,顶环220与晶片W的接触面积比晶片W的表面积小。因此,安装了研磨垫240的顶环220仅是与晶片W局部接触。并且,顶环220使研磨垫240沿箭头表示的方向旋转,对接触部分的接触面进行规定时间的研磨。另外,顶环220使研磨垫240沿着X、Y轴水平移动规定的距离,进行不同的接触面的研磨。这样,顶环220一面使研磨垫240在晶片W的表面内沿X、Y轴方向移动,一面顺序地研磨整个表面。另外,顶环220在晶片W的表面内的移动由来自后述的控制器410的动作指令信号进行控制。
顶环220及转盘250的旋转方向还可以与图3的箭头表示的方向相反。并且,顶环220及转盘250可以分别沿相同的方向旋转。而且,顶环220及转盘250还可以沿不同的方向旋转。
也可以是,顶环220在规定部分的研磨后暂且离开接触面,沿着X、Y轴水平移动规定的距离,进行不同的接触面的研磨。
另外,靠近顶环220配置向接触面供给浆料的喷嘴280,该喷嘴280与顶环220的移动同步地移动并供给浆料。这样,通过使喷嘴280的移动与顶环220的移动同步,能够效率良好地向接触面供给浆料。
测定部300具有能够测定晶片W的被研磨膜的膜厚的膜厚传感器(未图示)。作为膜厚传感器,可以使用公知的涡流传感器、公知的光学传感器、公知的接触传感器等。光学传感器是通过分析来自衬底的表面的反射光测定膜厚的装置。接触传感器是这样的装置,在使探针接触晶片W的表面的状态下,在晶片W面内进行扫描并监视探针的上下移动,由此测定晶片W的被研磨膜表面的凹凸的分布。在本实施方式中,测定部300是与第一研磨部100、第二研磨部200、控制部400独立设置的,但不特别限定于该配置。例如,也可以将测定部300装配在第二研磨部200中。
控制部400具有控制器410、接口部420、存储部430、运算部440。控制部400从测定部300接收关于晶片W的被研磨膜的膜厚的测定结果。然后,控制部400根据所接收到的测定结果对与晶片W的表面状态相关的信息进行运算,根据与晶片W的表面状态相关的信息选择条件。并且,控制部400将所选择的条件作为动作指令信号向第二研磨部200发送。
在下面的说明中,有时还将条件称为参数配方。所谓的参数配方是指包括研磨晶片W时的一系列的处理参数的数据。例如,决定研磨垫240和晶片W的接触区域的信息、顶环220的扫描速度、顶环220按压晶片W的荷重、顶环220的摆动距离等。
作为决定研磨垫240和晶片W的接触区域的信息的一例,可以举出研磨垫240的种类、按压后述的按压单元294的深度、以及作为驱动对象的按压单元294的识别号码等参数。
另外,控制部400还可以存在于研磨装置1000的外部。此外,还可以将控制部400装配在第二研磨部200中。在本实施方式中,控制部400通过总线560与第一研磨部100、第二研磨部200、测定部300连接。
控制器410具有CPU(Central Processing Unit,中央处理单元),控制研磨装置1000的第一研磨部100、第二研磨部200、装载端口510、输送机械手522、输送路径524、清洗部540、干燥部550各部。作为控制的一例,向第二研磨部200发送基于后述的运算部440选择的条件(参数配方)的动作指令信号。
接口部420具有进行命令的输入操作的键盘、可视化地显示研磨装置1000的工作状况的显示器等,以便工序管理员对研磨装置1000进行管理。
存储部430是将用户设定的膜厚的允许值和包括适合于晶片W的被研磨膜的表面状态的参数配方的参数配方表等预先作为履历进行存储的区域。存储部430是ROM(ReadOnly Memory,只读存储器)或RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)等存储装置。
可以利用是在计算机可以读取的存储介质(例如硬盘、CD、软盘、半导体存储器)等中存储的状态的参数配方、或者还可以从其他装置经由专用线路等随时传输并在线利用。
另外,可以通过来自接口部420的指示等,根据需要从存储部430调用任意的参数配方。此外,可以通过由控制器410执行该任意的参数配方,在控制器410的控制下,在第二研磨部200中进行期望的处理。
运算部440根据从测定部300接收到的关于被研磨膜的膜厚的测定结果,计算与晶片W的表面状态相关的信息。并且,根据运算结果从存储部430选择条件(参数配方)。作为与晶片W的表面状态相关的信息的例子,是指晶片W的被研磨膜的膜厚达到允许值以上的部位(凸部P)的位置、宽度、高度等。另外,还可以由运算部440求出晶片W的被研磨区域中的目标研磨量进行设定。
装载端口510是载置收纳了晶片W的筐或者盒的场所。晶片W被输送机械手522从筐或者盒中取出,首先经由后述的衬底台530向第一研磨部100搬入。在图1中示出了四个装载端口510,但不需要限定于该数量。
输送机械手522在第一研磨部100、第二研磨部200、测定部300、装载端口510、清洗部540、干燥部550的各个之间输送晶片W。另外,根据需要,还可以经由后述的衬底台530进行输送。输送机械手522例如具有握持晶片W的手。并且,输送路径524是可供输送机械手522移动的导轨或者行进引导器。输送机械手522根据来自控制器410的动作指令信号,将晶片W搬入第一研磨部100、第二研磨部200、测定部300、装载端口510、清洗部540、干燥部550各部。并且,输送机械手522根据来自控制器410的动作指令信号,从第一研磨部100、第二研磨部200、测定部300、装载端口510、清洗部540、干燥部550各部将晶片W搬出。
衬底台530是在输送时临时载置晶片W的场所。衬底台530也可以具有收纳晶片W的多个盒。
清洗部540对已经过第一研磨部100或者第二研磨部200研磨的晶片W进行清洗。清洗部540例如是海绵卷式的清洗设备,一面使两个海绵卷旋转一面接触晶片W的两个面。另外,清洗部540还可以是海绵笔式的清洗设备,一面使笔形的海绵旋转一面接触晶片W的表面。
干燥部550使已在清洗部540清洗的晶片W干燥。干燥部550例如构成为一面将IPA蒸汽(合成异丙醇和氮气的混合气体)和纯水由各自的喷嘴供给到晶片W的表面,一面使这些喷嘴沿着晶片W的表面移动。另外,干燥部550还可以是使晶片W高速旋转的旋转干燥设备。
图4是表示有关本实施方式的研磨装置1000的第二研磨部200的结构例的剖面图。第二研磨部200在顶环220的内部设置具有驱动单元292和多个按压单元294的接触区域控制部290。并且,接触区域控制部290控制第二研磨部200的研磨垫240和晶片W的接触区域。
驱动单元292根据来自控制器410的动作指令信号,使与在参数配方中记述的识别号码对应的按压单元294沿与研磨垫240的研磨面240a垂直的方向移动。
按压单元294以与晶片W的凸部P接触的方式发挥控制研磨垫240的研磨面240a的形状的作用。按压单元294只要是棒形状的部件即可。例如,在驱动单元292的内部设置有电动致动器和空气气缸等。并且,通过电动致动器和空气气缸等的移动,该驱动单元292能够对按压单元294进行上下驱动。多个按压单元294分别按照在参数配方中记述的识别号码进行管理。按压单元294的前端优选带有圆弧的形状,以便经由研磨垫240与晶片W接触。并且,按压单元294的直径优选比较小,以便可以更精密地控制研磨垫240与晶片W的接触区域。
另外,作为控制研磨垫240的接触区域的方法,还可以使用气囊等替代按压单元294。
也可以在第二研磨部200的转盘250设置传感器,从而能够感测研磨垫240和晶片W的接触。
另外,还可以使第二研磨部200和测定部300在物理上成为一体而工作。例如,可以在按压单元294的前端设置接触传感器,从而能够检测晶片W上的凸部P。
图5~图9是对有关本实施方式的研磨装置1000的第二研磨部200的研磨垫240和晶片W的接触区域的控制进行说明的示意图。另外,在图5~图9中,为了简化说明而省略了接触区域控制部290的图示。
首先,对于根据对研磨垫240进行按压的按压单元294的条数控制研磨垫240和晶片W的接触区域的情况进行说明。
对研磨垫240进行按压的按压单元294的条数越少,第二研磨部200与晶片W的接触区域越小。例如,如图5所示在晶片W的凸部P的宽度小的情况下,配合凸部P的宽度,由2条按压单元294按压研磨垫240。
另一方面,对研磨垫240进行按压的按压单元294的条数越多,第二研磨部200与晶片W的接触区域越大。例如,如图6所示在晶片W的凸部P的宽度大的情况下,配合凸部P的宽度,由16条按压单元294按压研磨垫240。
如图7所示,当在晶片W的表面上分散有多个凸部P的情况下,第二研磨部200一个一个地进行凸部P的研磨。此时,控制部400配合各凸部P的位置控制第二研磨部200的位置。并且,控制部400配合各凸部P的形状控制研磨垫240和晶片W的接触区域。
接下来,对于根据按压单元294按压研磨垫240的深度控制研磨垫240和晶片W的接触区域的情况进行说明。
图8是晶片W的整个面具有起伏时的示意图。
图9是晶片W的边缘(两端)部具有厚度时的示意图。
在图8、图9中,示出了第二研磨部200通过将多个按压单元294按压在晶片W的表面,从而测定凸部P的形状的状态。控制部400配合晶片W的形状控制各按压单元294按压研磨垫240的深度。另外,在图8、图9中,在第二研磨部200的内部设有未图示的测定部300。并且,在各按压单元294的前端设有未图示的接触传感器。根据测定部300的测定结果,驱动单元292按照凸部P的形状驱动各棒状的按压单元294。
这样,接触区域控制部290可以不仅配合凸部P的宽度控制按压研磨垫240的按压单元294的条数和识别号码,而且还配合凸部P的曲面控制按压单元294按压研磨垫240的深度。
另外,根据研磨垫240的种类,将各个按压单元294按压至适当深度所需要的荷重不同。因此,还可以在存储部430中存储与研磨垫240的种类对应的条件(参数配方)。
对于比较例的研磨部,圆盘状的晶片W被护圈(引导器)夹持,不能将研磨垫按压在离晶片W的中心较远的端部的区域中。因此,只有晶片W的中央区域被研磨而成为凹形的形状。如果是晶片W的中央区域,通过按压气囊即可研磨凸部P,但是存在难以研磨端部的区域的凸部P的问题。
对于本实施方式的第二研磨部200,能够根据凸部P的宽度控制被研磨膜和研磨垫240a的接触区域,所以不需将顶环220更换为尺寸不同的部件,就能够按照晶片W上的凸部P的位置和形状进行研磨。
对于本实施方式的研磨装置1000,在第一研磨部100的全面研磨后进行第二研磨部200的局部研磨,由此能够进行晶片W的膜厚校正。
并且,通过第二研磨部200的驱动单元292进行控制,使得根据晶片W的表面的凸部P,使研磨垫240的接触区域有选择地按压该凸部P,由此能够对晶片W上的任意的区域进行局部研磨,使该凸部P变平整。
其结果是,能够配合晶片W表面的凹凸的形状和位置进行高速且高精度的研磨,所以能够提高从晶片W得到的半导体装置的制造成品率。
另外,由于能够进行晶片W上的任意的区域的局部研磨,因而可以提供实现了比使用比较例的研磨部研磨出的半导体晶片更高的表面平坦化的半导体晶片。例如,能够提供半导体高精细集成电路用的晶片等高规格品。而且,通过使用该高规格品的半导体晶片,还能够提供可以实现以往不能实现的三维高多层化的半导体高精细集成电路。另外,本实施方式的研磨装置1000不仅可以用于半导体装置的制造,而且还可以用于金属和玻璃等的加工。
[有关本实施方式的研磨方法及半导体装置的制造方法]
下面,对有关本实施方式的研磨方法及半导体装置的制造方法进行说明。
图10是表示有关本实施方式的研磨方法的步骤的一例的流程图。
(步骤S10:在最开始研磨晶片的被研磨膜的工序)
通过其他装置将形成有配线图案的晶片W以收纳于筐或者盒中的状态载置到装载端口510。通过可以在输送路径524上移动的输送机械手522将晶片W从筐或者盒中取出,经由衬底台530搬入到第一研磨部100。对搬入到第一研磨部100的晶片W进行全面研磨。这样,进行在最开始研磨晶片W的被研磨膜的工序。在本实施方式中,对作为晶片W的最初的研磨而进行全面研磨的情况进行了说明,但也可以在进行了晶片W的局部研磨后进入后述的步骤S11。
(步骤S11:测定晶片的被研磨膜的膜厚的工序)
进行了全面研磨的晶片W被输送机械手522向测定部300搬入。通过测定部300测定晶片W的被研磨膜的膜厚。
图11是对有关本实施方式的测定部300的动作的一例进行说明的示意图。
在下面的说明中,对进行图11所示的圆盘状的晶片W的膜厚测定的情况进行说明。图11所示的晶片W具有在距离中心O140mm~145mm的基准线L上膜厚达到允许值以上的凸部P。膜厚的允许值预先存储在存储部430中。
测定部300的光学传感器的扫描是沿着通过晶片W的中心O的基准线L进行的。此时,为了重视测定的精度而对晶片W的整个面进行测定,可以在晶片W旋转的状态下进行测定。并且,也可以重视测定的效率而在晶片W不旋转的状态下进行测定。在对晶片W的整个面进行测定的情况下,持续进行测定一直到晶片W旋转至少一圈为止。这样,通过测定部300测定晶片W的被研磨膜的膜厚。另外,测定结果作为信号通过总线560向控制部400发送。
(步骤S13:确定最初的被研磨面的凸部的位置和形状的工序)
控制部400从测定部300接收关于晶片W的被研磨膜的膜厚的测定结果。然后,运算部440根据所接收到的测定结果计算与晶片W的表面状态相关的信息。
图12是表示有关本实施方式的通过测定部300的测定得到的自晶片W的中心O的移位和膜厚的关系的曲线图的一例。
运算部440根据膜厚传感器扫描得到的测定结果,制成表示自晶片W的中心O的移位和膜厚的关系的曲线图。根据图11所示的晶片W的被研磨膜的膜厚的测定结果,可以得到如图12所示的X轴表示移位、Y轴表示膜厚的曲线C。图12的直线M表示膜厚的允许值。曲线C相对于Y轴方向超越直线M的情况,表示晶片W的被研磨膜的膜厚的偏差超过允许值。
这样,当存在被研磨膜的膜厚的偏差超过允许值的部位的情况下,根据测定结果通过第二研磨部200进行局部研磨(步骤S12:是)。另外,完成了由测定部300进行的被研磨膜的表面状态的测定的晶片W,被输送机械手522向第二研磨部200搬入。
另一方面,当不存在被研磨膜的膜厚的偏差超过允许值的部位的情况下,晶片W被输送机械手522向清洗部540搬入(步骤S12:否)。
如图12所示,可知自晶片W的中心O为140mm~145mm的部位在允许值以上,因而由该曲线图可以看出作为应该研磨的对象的凸部P的宽度是5mm。这样,运算部440确定晶片W的最初的被研磨面的凸部P的位置和形状。
(步骤S14:选择适合凸部的局部研磨的条件的工序)
另外,运算部440根据所确定的凸部P的位置和形状,从存储部430选择按压单元294的识别号码以及控制进行按压的条数和深度等的条件(参数配方)。
另外,控制器410向第二研磨部200发送基于所选择的条件(参数配方)的动作指令信号。
(步骤S15:根据条件控制研磨垫的研磨面的形状的工序)
从控制器410接收到动作指令信号的第二研磨部200,向凸部P所在的自晶片W的中心O为140mm~145mm的部位移动。另外,驱动单元292使与在参数配方中记述的识别号码对应的按压单元294移动,由此控制研磨垫240的研磨面240a的形状。
(步骤S16:在最初的被研磨面上重叠而进行局部研磨的工序)
对搬入第二研磨部200的晶片W,按照从控制部400接收到的条件控制了研磨垫240的研磨面240a的形状后,在最初的被研磨面上重叠而进行局部研磨。
完成了局部研磨的晶片W被输送机械手522向测定部300搬入,再次进行被研磨膜的膜厚测定等。反复进行S11~S16的工序,一直到被研磨膜的膜厚的偏差达到允许值的范围内为止。
(步骤S17:清洗部进行晶片的清洗的工序)
通过测定部300判定为被研磨膜的膜厚的偏差在允许值的范围内的晶片W由清洗部540进行清洗。完成了清洗的晶片W被输送机械手522向干燥部550搬入。
(步骤S18:干燥部进行晶片的干燥的工序)
完成了清洗的晶片W由干燥部550进行干燥。干燥后的晶片W返回到装载端口510的筐或者盒中。这样,完成化学机械研磨的处理。
在本实施方式的研磨方法中,具有能够连续地进行衬底的整面研磨、研磨后的被研磨膜的膜厚测定、膜厚校正处理的机构。因此,能够实现反复进行如下三个工序一直到衬底的被研磨膜的膜厚的偏差达到允许值的范围内为止的反馈控制,这三个工序是:由测定部300进行的对衬底的表面状态的测定、由控制部400进行的对第二研磨部200的条件的选择、由第二研磨部200进行的对衬底的局部研磨,所以能够防止衬底的过度研磨。
另外,通过控制衬底的被研磨膜和研磨面的接触面积,能够进行高速且高精度的膜厚校正。其结果是,能够提高根据本实施方式的研磨方法得到的半导体装置的制造成品率。
另外,由于能够进行晶片W上的任意的区域的局部研磨,所以能够提供例如高精细集成电路用的晶片等高规格品。
对本发明的几个实施方式进行了说明,但这些实施方式是作为例子提示的,并非限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种各样的形态实施,在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种各样的省略、替换、变更等。这些实施方式及其变形包含在发明的范围或主旨中,并且包含在权利要求书所记载的发明和其等价的范围中。

Claims (19)

1.一种研磨机构,具有:
固定部,将研磨衬底的表面的研磨垫固定;
多个按压单元,按压研磨垫;以及
驱动单元,其构成为有选择地仅使一个按压单元在与衬底的表面垂直的方向移动,控制研磨垫和衬底的表面之间的接触面积。
2.一种研磨头,具有:
固定部,将研磨衬底的表面的研磨垫固定;
多个按压单元,按压研磨垫;以及
驱动单元,其构成为有选择地仅使一个按压单元在与衬底的表面垂直的方向移动,控制研磨垫和衬底的表面之间的接触面积。
3.根据权利要求2所述的研磨头,其中,
所述多个按压单元分别是电动致动器或者空气气缸。
4.根据权利要求2所述的研磨头,其中,
所述多个按压单元的能够接触所述研磨垫的各端部带有圆弧。
5.根据权利要求2所述的研磨头,其中,
将检测与所述衬底的接触的传感器设于能够接触所述研磨垫的所述多个按压单元的各端部。
6.根据权利要求5所述的研磨头,其中,
所述研磨头还具有测定部,测定作为所述衬底的研磨对象的研磨膜的膜厚。
7.根据权利要求6所述的研磨头,其中,
所述测定单元是光学传感器、接触传感器或者涡流传感器。
8.根据权利要求6所述的研磨头,其中,
所述测定部根据所述检测来识别所述衬底上的突起部。
9.根据权利要求8所述的研磨头,其特征在于,
所述突起部超过膜厚的允许阈值。
10.一种研磨装置,具有:
测定部,测定作为衬底的研磨对象的研磨膜的膜厚;
运算部,根据膜厚的测定结果确定突起部的位置及形状,从在存储部存储的多个条件中选择适合突起部的研磨的条件;
研磨垫,其构成为根据所选择的条件研磨突起部;以及
权利要求2所述的研磨头。
11.一种研磨装置,具有:
测定部,测定作为衬底的研磨对象的研磨膜的膜厚;
运算部,根据膜厚的测定结果确定突起部的位置及形状,从在存储部存储的多个条件中选择适合突起部的研磨的条件;
研磨垫,其构成为根据所选择的条件研磨突起部;
固定部,将研磨垫固定在能够研磨突起部的位置;
多个按压单元,其构成为在研磨垫接触到突起部时控制研磨垫的研磨面的状态;以及
驱动单元,根据所选择的条件使按压单元在与研磨面垂直的方向移动。
12.根据权利要求11所述的研磨装置,其中,
所述突起部超过所述膜厚的允许阈值。
13.根据权利要求11所述的研磨装置,其中,
所述条件是指所述研磨垫的种类、所述按压单元的识别号码、及按压的深度。
14.根据权利要求11所述的研磨装置,其中,
所述多个按压单元分别是电动致动器或者空气气缸。
15.根据权利要求11所述的研磨装置,其中,
能够接触所述研磨垫的所述多个按压单元各自的端部带有圆弧。
16.根据权利要求11所述的研磨装置,其中,
所述测定部是光学传感器、接触传感器或者涡流传感器。
17.根据权利要求11所述的研磨装置,其中,
所述运算部根据所述测定结果,制成表示所述膜厚和自所述衬底的中心的移位的关系的曲线图。
18.根据权利要求11所述的研磨装置,其中,
所述运算部使用所述曲线图确定所述突起部的位置及形状。
19.一种研磨方法,使用权利要求11所述的研磨装置制造半导体器件,其中,
所述研磨方法使用权利要求11所述的研磨装置。
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