TW201718177A - 研磨墊的調節方法以及研磨裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種研磨墊的調節方法，係對於研磨墊使用調節頭而調節，研磨墊係用於研磨貼附於可旋轉的圓盤狀的平板的晶圓，調節方法包含：藉由旋轉平板而旋轉貼附於平板的研磨墊的同時，於平板的半徑方向移動調節頭而實施調節，以及因應調節頭的自平板的中心的距離而控制平板的轉數以及調節頭的於平板的半徑方向的移動速度。藉由此研磨墊的調節方法可對研磨墊的研磨面的全表面進行適當的調節。

Description

研磨墊的調節方法以及研磨裝置
本發明係關於一種研磨墊的調節方法以及研磨裝置。
以往，例如在對矽晶圓等的薄板狀的工件進行平面加工的狀況，所使用的是單面研磨裝置或雙面研磨裝置等的研磨裝置。
例如，單面研磨裝置係於旋轉驅動的圓盤狀的平板上貼附由聚胺脂與不織布所組成的該研磨墊，以及流動用於提升研磨效率的研磨漿液。並且，藉由將支承於研磨頭上的晶圓壓推到此研磨墊而進行研磨。晶圓能以蠟、真空或液體的表面張力而貼附於研磨頭。
或者，例如在雙面研磨裝置中，係於貼附有由聚胺脂與不織布構成的研磨墊的圓盤狀的上下平板之間配置稱之為載體的圓盤狀的行星齒輪。工件被貫穿支承於此行星齒輪之支承孔中，藉由與行星齒輪相嚙合的太陽齒輪與內齒輪的相互旋轉，而使行星齒輪產生自轉以及公轉。雙面研磨裝置則藉由此自轉、公轉以及上下平板的旋轉與晶圓之間的滑動而同時研磨晶圓的上下表面。而為了在雙面研磨中進行有效率的研磨，係自設置於上平板的複數個孔供給研磨漿液。
但是，此些研磨裝置中所使用的研磨墊會發生所謂的阻塞。所謂阻塞指的是，經研磨的晶圓的殘渣或包含於研磨漿液中的固體，又或是彼等的混合物堆積於研磨墊的表層、蓄積於研磨墊的內部。阻塞會使研磨效率惡化、以及使所研磨出的工件的平坦度或表面品質惡化。
對於上述之類的研磨墊的變質，一般會因應目的而於研磨墊實施各種調節（conditioning）。作為調節，例如可列舉出藉由自洗淨噴嘴頭噴射高壓水至研磨墊表面來去除阻塞的方法。另外，作為調節，例如可列舉出刮去表層的方法，該刮去表層的方法係將由鑽石所組成的磨粒所佈滿的修整頭壓推於研磨墊的表面，藉由旋轉平板所得到的磨粒與研磨墊的磨擦，來刮去包含阻塞的研磨墊的表層。
在實施研磨墊的調節時，洗淨噴嘴頭與修整頭相較於用於研磨墊的研磨的面（研磨面），大多係具有明顯為小的面積。因此，為了洗淨及修整研磨墊的研磨面全體，此些的調節頭係安裝於臂，藉由臂的直線運動或迴旋運動，而能使調節頭自平板的最外圈移動至最內圈（例如參考專利文獻1）。進一步如專利文獻1所記載的，能藉由移動調節頭的同時旋轉平板，而使調節頭對研磨墊的研磨面全體進行洗淨及修整（dress）。 ［先前技術文獻］ ［專利文獻］
［專利文獻1］日本特開平10-202503號公報
近年，隨著半導體裝置的高積體化，對於矽晶圓的平坦度與表面品質的要求也越來越嚴格。為了回應這樣的品質要求，重要的是使雙面研磨裝置或單面研磨裝置的研磨墊的研磨面經常地維持在適合狀態。
然而，在實際的雙面研磨或單面研磨的製程中，在研磨墊表面會發生阻塞，並且研磨墊表面的樹脂之類的也會發生變質及變形。此種研磨墊的狀態的變化會誘發晶圓的品質的下降以及不均。為了防止晶圓品質的下降以及不均的發生，重要的是使研磨墊的研磨面經常地維持在平均且良好狀態。
另一方面，由於近年的晶圓的大直徑化，研磨裝置也被大型化，連帶著研磨墊的面積也有變大的傾向。在旋轉此種面積大的研磨墊並同時進行調節的狀況下，會發生研磨墊無法變成平均且良好狀態的問題。其結果導致發生研磨後的晶圓的平坦度惡化的問題。
鑑於上述此種的問題，本發明的目的為提供一種研磨墊的調節方法以及研磨裝置，而能對研磨墊的研磨面的全面進行適當地調節。
為達成上述的目的，本發明提供一種研磨墊的調節方法，係對於研磨墊使用調節頭而調節，該研磨墊係用於研磨貼附於可旋轉的圓盤狀的平板的晶圓，該調節方法包含：藉由旋轉該平板而旋轉貼附於該平板的該研磨墊的同時，於該平板的半徑方向移動該調節頭而實施該調節；以及因應該調節頭的自該平板的中心的距離而控制該平板的轉數以及該調節頭的於該平板的半徑方向的移動速度。
如此，能因應調節頭的自平板的中心的距離來控制平板的轉速以及調節頭的於平板的半徑方向的移動速度，而對研磨墊的研磨面全體進行適當的調節。
此時，較佳地，控制該平板的轉數以及該調節頭的於該平板的半徑方向的移動速度，而使該平板的轉數滿足下述數學式（1），且使該調節頭的於該平板的半徑方向的移動動作滿足下述數學式（2）以及數學式（3）， 【數學式1】 T(r)=Tr0 ×(r0 /r) 【數學式2】 V(r)=(r0 /r)V0 【數學式3】 D÷Q=n 其中，T(r)：該調節頭的自該平板的中心的距離為r之時的平板轉數（rpm），Tr0 ：調節開始時的平板轉數（rpm），r0 ：調節開始時的該調節頭的自該平板的中心的距離（m），r：該調節頭的自該平板的中心的距離（m），V(r)：該調節頭的自該平板的中心的距離為r之時的該調節頭的於該平板的半徑方向的移動速度（m/sec），V0 ：調節開始時的該調節頭的於該平板的半徑方向的移動速度（m/sec），D：該調節頭的該平板的半徑方向的尺寸（m），Q：該平板旋轉一圈時的該調節頭在該平板的半徑上移動的距離（m），n：係為正整數。
同時滿足數學式（1）以及數學式（2）的條件，即，加上調節頭的自平板的中心的距離與平板的轉速呈反比，且調節頭的自平板的中心的距離與調節頭的於平板的半徑方向的移動速度也呈反比例的條件，並且同時滿足數學式（3）的條件，即，在旋轉平板且調節頭移動於平板的半徑上之中，藉由調節頭必定接觸貼於平板的研磨墊全面等而調節，並且藉由對於在研磨墊上的任一個位置都能以相同次數與調節頭之間的接觸等而進行調節的條件下實施調節，即能對研磨墊的研磨面全體進行平均的調節。
另外，為達成上述的目的，本發明提供一種研磨裝置，係具備調節頭，該調節頭係用於調節研磨墊，該研磨墊係用於研磨貼附於可旋轉的圓盤狀的平板的晶圓，其中該研磨裝置係藉由旋轉該平板而旋轉貼附於該平板的該研磨墊的同時，於該平板的半徑方向移動該調節頭而實施該調節；以及該研磨裝置具備一控制機構，該控制機構係因應該調節頭的自該平板的中心的距離而控制該平板的轉數以及該調節頭的於該平板的半徑方向的移動速度。
如此，藉由能因應調節頭的自平板的中心的距離來控制平板的轉速以及調節頭的於平板的半徑方向的移動速度的研磨裝置，而能設定可對研磨墊的研磨面全體進行適當的調節的條件。
此時，較佳地，該控制機構控制該平板的轉數以及該調節頭的於該平板的半徑方向的移動速度，而使該平板的轉數滿足下述數學式（1），且使該調節頭的於該平板的半徑方向的移動動作滿足下述數學式（2）以及數學式（3）， 【數學式1】 T(r)=Tr0 ×(r0 /r) 【數學式2】 V(r)=(r0 /r)V0 【數學式3】 D÷Q=n 其中，T(r):該調節頭的自該平板的中心的距離為r之時的平板轉數（rpm），Tr0 :調節開始時的平板轉數（rpm），r0 ：調節開始時的該調節頭的自該平板的中心的距離（m），r：該調節頭的自該平板的中心的距離（m），V(r)：該調節頭的自該平板的中心的距離為r之時的該調節頭的於該平板的半徑方向的移動速度（m/sec），V0 ：調節開始時的該調節頭的於該平板的半徑方向的移動速度（m/sec），D：該調節頭的該平板的半徑方向的尺寸（m），Q：該平板旋轉一圈時的該調節頭在該平板的半徑上移動的距離（m），n：係為正整數。
以能同時滿足數學式（1）、數學式（2）以及數學式（3）的條件為基礎而實施調節，即能對研磨墊的研磨面的全體進行平均的調節。
藉由本發明的研磨墊的調節方法以及研磨裝置，能設定可對研磨墊的研磨面進行適當的調節的條件，並能抑制研磨後的晶圓的平坦度的惡化。
以下，說明關於本發明的實施例，但本發明並非被限定於此實施例。
如上所述，特別是，隨著研磨墊的面積變大，而有難以對研磨面的全體進行適當的調節，以及難以使研磨面全體變成平均狀態的問題。
因此，本發明人們對於所應解決的此種問題反覆地進行了研究。其結果發現，因應調節頭的自平板的中心的距離會使調節的效果產生變化。於是，發現能因應此距離而控制平板的轉速以及調節頭的於平板的半徑方向的移動速度，而調節研磨墊的各部位當中的調節的效果，從而能設定可將研磨面的全體調節為平均狀態的條件，而能抑制研磨後的晶圓的平坦度的惡化，從而完成本發明。
首先，說明本發明的研磨裝置。本發明的研磨裝置既可以是研磨晶圓的單面的單面研磨裝置，也可以是同時研磨晶圓的雙面的雙面研磨裝置。
首先，說明本發明的研磨裝置係為第1圖所顯示的單面研磨裝置1的狀況。如第1圖所示，單面研磨裝置1包含：可旋轉的圓盤狀的平板2、貼附於平板2的研磨墊3、用於支承晶圓W的研磨頭4、供給研磨劑至研磨墊3的研磨劑供給機構5、調節研磨墊3的調節頭6。
在此種單面研磨裝置1中，將由研磨頭4所支承的晶圓W壓抵於由平板2而旋轉的研磨墊3上而研磨晶圓W的表面。此時，自研磨劑供給機構5供給研磨劑至研磨墊3的表面。
另外，研磨墊3的調節係實施於將研磨中未使用的研磨墊準備為可使用於研磨的狀態時，以及實施於研磨結束後至下一次研磨的開始為止的研磨批量間等。再者，作為調節頭6，能使用藉由在研磨墊3表面噴射高壓水而去除阻塞的洗淨噴嘴頭。另外，作為調節頭6，也能使用由鑽石所組成的磨粒所佈滿的修整頭。修整頭係於旋轉平板2的同時將磨粒壓推於研磨墊3的表面，藉由於磨粒與研磨墊3之間所產生的磨擦，而進行刮去包含阻塞的研磨墊的表層的修整。
本發明的研磨裝置，於此調節之際，藉由旋轉平板2而旋轉貼附於平板2的研磨墊3的同時，於平板2的半徑方向移動調節頭6而實施調節。於第1圖所顯示的單面研磨裝置1的狀況下，調節頭6係藉由臂7而移動於平板2的半徑方向。
並且，單面研磨裝置1具備控制機構8，控制機構8係因應調節頭6的自平板2的中心的距離而控制平板2的轉數以及調節頭6的於平板2的半徑方向的移動速度。
研磨墊的各部位中的調節的效果會因應調節頭6的自平板2的中心的距離而變化。因此，如本發明所述，能因應調節頭6的自平板2的中心的距離而控制平板2的轉數以及調節頭6的於平板2的半徑方向的移動速度，並於研磨墊3的各部位中調整調節的效果，從而能設定能對研磨墊3的研磨面的全面進行適當的調節的條件。即，本發明的研磨裝置能以控制機構8，在調節的當下，控制平板2的轉數以及調節頭6的於平板2的半徑方向的移動速度，從而能以最適當的條件調節研磨墊3的研磨面，並抑制研磨後的晶圓的平坦度的惡化。
另外，較佳地，本發明中的控制機構8係控制平板2的轉數以及調節頭6的於平板2的半徑方向的移動速度，而使平板2的轉數滿足下述數學式（1），且使調節頭6的於平板2的半徑方向的移動動作滿足下述數學式（2）以及數學式（3）。 【數學式1】 T(r)=Tr0 ×(r0 /r) 【數學式2】 V(r)=(r0 /r)V0 【數學式3】 D÷Q=n 其中，T(r):調節頭6的自平板2的中心的距離為r之時的平板轉數（rpm），Tr0 :調節開始時的平板轉數（rpm），r0 ：調節開始時的調節頭6的自平板2的中心的距離（m），r：調節頭6的自平板2的中心的距離（m），V(r)：調節頭6的自平板2的中心的距離為r之時的調節頭6的於平板2的半徑方向的移動速度（m/sec），V0 ：調節開始時的調節頭6的於平板2的半徑方向的移動速度（m/sec），D：調節頭6的平板2的半徑方向的尺寸（m），Q：平板旋轉一圈時的調節頭6在平板的半徑上移動的距離（m），n：係為正整數。
只要是能同時滿足數學式（1）、數學式（2）以及數學式（3）的控制條件，即能確實地以平均的條件調節研磨墊3。以下說明其理由。如上所述，作為藉由調節而得到平均的研磨面的方法，本發明人們認為重要的是找出能夠不管在研磨墊的研磨面的哪一個位置都以相同條件進行調節的條件。雖然研磨面的變質並不是在研磨墊的全面一致地發生，因此以能對全面平均的調節的條件為基礎，即可增加變質大的區域的調節的強度。
例如，作為調節頭6的修整頭，所考慮的是移動於平板2的半徑的方向並同時進行研磨墊3的修整的狀況。修整頭刮去研磨墊的表層的量，即所謂的加工量一般能以下述數學式（4）來表現。 【數學式4】 (加工量)∝(壓力)×(接觸速度)×(時間) 關於壓力，由於一般的裝置也容易得到固定的載重，於此加上修整頭的與研磨墊3之間的平板的接觸速度是固定的，以及於研磨墊上的任一位置之中與修整頭之間的接觸時間也是固定的這二個要件的狀況下，即使在研磨墊3的任一位置下，都能以更平均的條件進行修整，因而能更確實地進行研磨墊3的平均的調節。
關於固定修整頭與研磨墊之間的接觸速度，只要控制平板的轉速就會滿足上述數學式（1）。以下說明其理由。
首先，平板的轉速固定，於平板的半徑方向之中，以修整頭自平板的中心側向外側進行等速直線運動的狀況作考慮。由於平板轉速是固定的，因此與修整頭的半徑上的位置沒有關係，角速度也是固定的。然而，研磨墊與修整頭接觸的距離以及速度，係與修整頭與平板的中心之間的距離成正比而增大。將此圖示於第2圖進行說明。如第2圖所示，時間自t0經過到t1之時，研磨墊3藉由平板的旋轉而旋轉。自平板的中心的距離r1、r2以及r3的位置上，以如虛線的箭頭所示，同一時間內（t0~t1）之間的研磨墊3與修整頭9之間的接觸距離係與自平板的中心的修整頭9的距離成正比而變長。換句話說，就是接觸速度變快。亦即，變成因應修整頭9的位置，而實施不同條件的修整。
為了防止這一點，使平板的轉速與修整頭的自平板的中心的距離成反比即可。即，控制平板的轉速而滿足上述數學式（1）即可。於第3圖顯示控制平板的轉速來滿足的數學式（1）的狀況下的表示平板轉速與修整頭的自平板中心的距離的關係的圖表。再者，第3圖中所顯示的圖表的縱軸的「平板轉速（相對值）」所指的是，相對於修整開始時的平板轉速，修整頭的移動開始後的各位置處的平板轉速的相對值。以第3圖的方式控制平板轉速，則同一時間內的研磨墊與修整頭之間的接觸速度不會因應修整頭的位置而有所變化。
另外，為了使在研磨墊上的任一位置與修整頭之間的接觸時間固定，只要控制調節頭的於平板的半徑方向的移動速度滿足上述數學式（2）以及數學式（3）即可。以下說明其理由。
如果只有使平板的轉速滿足上述數學式（1），則對於使在研磨墊上的任一位置與修整頭之間的接觸時間固定仍是不足的。例如，以修整頭在平板的半徑上自平板的內側至外側進行等速直線運動的狀況下進行考慮。滿足數學式（1）的狀況，平板的轉速係因應修整頭的位置而變化。另外，如第4圖所示，修整頭9在位於自平板的中心的距離r的位置時，修整頭9必須在半徑r的同心圓的全周長上對研磨墊3進行作用，亦即，必須要在半徑r的圓周上的全部位置進行修整。如第4圖所示，修整頭9在到達r之時，有需要進行修整的圓的圓周長度為2πr。另一方面，修整頭9的位置在到達2r時，需要對4πr的長度進行修整。即，係與修整頭9的自平板中心的距離成正比，而使有需要進行修整的長度變長。因此，如修整頭9進行等速直線運動，則會導致與自中心的距離成反比，修整頭9接觸於研磨墊3的時間縮短。亦即，變成得不到接觸時間固定的條件。
為了使得在研磨墊上的任一位置與修整頭之間的接觸時間予以固定，首先必須滿足上述數學式（2）的條件。此數學式（2）係顯示使修整頭的於平板的半徑方向的移動速度，與修整頭的自平板的中心的距離成反比，即，控制修整頭的平板的半徑方向的移動速度而使其滿足上述數學式（2）的意思。於第5圖顯示滿足上述數學式（2）狀況的表示修整頭的於平板的半徑方向的移動速度與修整頭的自平板中心的距離的關係的圖表。再者，第5圖中所顯示的圖表的縱軸的「修整頭移動速度（相對值）」所指的是，相對於修整開始時的修整頭的於平板的移動速度，各位置處的修整頭的於平板的半徑方向的移動速度的相對值。
並且，使用第6圖說明數學式（3）。在此顯示具有直徑D的圓柱形狀的修整頭在平板的半徑上自右邊向左邊移動的狀況。另外，在此所顯示的二個修整頭，係顯示平板開始第N圈時的修整頭的位置，以及開始第N+1圈時的修整頭的位置。亦即，此二個修整頭的距離係顯示平板轉一圈的期間修整頭於平板的半徑方向移動的距離Q。此第6圖中，係顯示第N圈、第N+1圈的修整頭重疊（overlap）的形態。
在此考慮數學式（3）。由於D÷Q=n中的n是正整數，因此n為1以上的整數。亦即，自動地要求條件為D≧Q。如n=1，則雖然並沒有重疊（overlap），但係為第N圈與第N+1圈之間完全沒有間隙的條件，如n＞1，則顯示在第N圈與第N+1圈發生重疊（overlap）。然而，如果是n＜1，則在第N圈與第N+1圈之間產生間隙，在此時，由於會在研磨墊上產生有修整的位置以及未修整的位置，因此會無法滿足使得在研磨墊上的任一位置都能與修整頭之間的接觸時間予以固定的條件。
繼續進一步說明數學式（3）。所謂重疊（overlap）是指平板在轉圈重疊之情況中，研磨墊複數次與修整頭接觸的意思。為了在發生重疊（overlap）的狀況下得到在研磨墊上的任一位置與修整頭之間的接觸時間皆為固定的條件，就必須使無論在哪個位置與修整器（dresser）接觸的次數都是相同的。為此，必須滿足數學式（3）。
另外，關於上述數學式（1）、數學式（2）以及數學式（3）的r0 、V0 、Tr0 、Q以及D，由於r0 為平板的內周部半徑，D為修整頭的尺寸，所以只需要預先在例如具有控制機構8的程式之中作為常數進行輸入，而V0 、Tr0 以及Q，則設為在此程式上能輸入任意的值，而使用經最佳化的值即可。依此方式，以具有控制機構8的軟體來控制平板的轉速、以及調節頭的平板的半徑方向的移動速度亦可。
另外，在上述三個數學式（1）、數學式（2）以及數學式（3）的條件上再加上對於修整頭的研磨墊3的壓力是固定的，則能實施更平均的調節。修整頭的對於研磨墊3的壓力，如果修整頭是能控制將壓推於研磨墊的壓力予以固定的裝置，就能容易固定。另外，作為調節頭，在具備洗淨噴嘴頭的狀況，則以水的噴出壓力是固定的為佳。
另外，本發明中，調節頭位於研磨墊的任意的部分時，亦可使位於其位置的調節的量能任意設定。研磨墊的變質，並不是平均地發生在研磨墊的全表面，而是隨著研磨平板上晶圓的軌跡而有其分佈和高峰。因此，在全表面中固定調節的效果的條件上，再加上能調整在任意的位置的調節的量，則能使研磨墊保持在更平均的狀態。
例如，要在研磨墊的任意的位置進行重點式調節，可列舉出以下方法：（a）提高在其位置的平板轉速而提升調節的效率的方法、（b）降低在其位置的調節頭的移動速度而提升調節時間的方法、以及（c）提高在其位置的修整壓力與水壓而提升調節的效率的方法。藉由此方式，例如，能在研磨墊的變質特別明顯的位置，進行重點式調節。
例如，如上述條件（b），降低調節頭的移動速度的狀況下，如第7圖，因應調節頭的自平板的中心的距離來控制調節頭的於平板的半徑方向的移動速度即可。在此，第7圖所顯示的P，係顯示在研磨墊的任意的位置的調節頭的自平板中心的距離，1/n為以能平均地調節研磨墊的全表面的條件所得到的相對於調節頭的於平板的半徑方向的移動速度的速度比，亦即，顯示以能同時滿足上述數學式（1）、數學式（2）的條件所得到的相對於調節頭的於平板的半徑方向的移動速度的速度比。因此，1/n=1係為能平均的調節研磨墊的全表面的條件。1/n＜1係為能實施較P為密集的調節的條件，1/n＞1係為能實施較分散的調節的條件。另外，第7圖中的r0 為表示調節開始時的調節頭的自平板中心的距離，rE 為表示調節結束時的調節頭的自平板中心的距離。如此，藉由能設定調節頭到達p時的n，則能因應調節頭的自平板的中心的距離，設定於任意的點調節的疏密。
至此為止，雖然說明了本發明的研磨裝置係為單面研磨裝置的狀況，但上述的本發明的研磨裝置亦可以是雙面研磨裝置。在第8圖所顯示的雙面研磨裝置80之中，於貼附有研磨墊81的圓盤狀的上下平板82、83之間，係配置有稱之為載體84的圓盤狀的行星齒輪。晶圓W被貫穿支承於此載體84的支承孔中，藉由與載體84相嚙合的太陽齒輪（未圖示）與內齒輪（未圖示）之間的相互旋轉，而使行星齒輪產生自轉以及公轉。雙面研磨裝置80藉由此自轉、公轉以及上下平板的旋轉所產生的晶圓W與研磨墊81的滑動，而同時研磨晶圓的上下表面。
並且，雙面研磨裝置80係為能藉由調節頭85而對貼附於上平板82的研磨墊81以及貼附於下平板83的研磨墊81進行調節的裝置。另外，調節頭85能藉由臂86而移動於平板的半徑方向。再者，具體地調節方法係與上述所說明的單面研磨裝置1相同。即，係為能藉由控制機構87因應調節頭85的自平板82、83的中心的距離而控制上下平板82、83的轉速以及調節頭85的於平板82、83的半徑方向的移動速度的裝置。
接下來說明本發明的研磨墊的調節方法。本發明係為一種研磨墊的調節方法，係對於研磨墊使用調節頭而調節，該研磨墊係用於研磨貼附於可旋轉的圓盤狀的平板的晶圓。更具體地說，對於貼附於上述的單面研磨裝置的平板，以及貼附於雙面研磨裝置的上下平板的研磨墊進行調節的方法。
並且，本發明中，藉由旋轉平板而使貼附於該平板的研磨墊旋轉的同時，於平板的半徑方向移動調節頭而實施該調節。此時，因應調節頭的自平板的中心的距離而控制平板的轉速以及調節頭的於平板的半徑方向的移動速度。藉由此方式，就能以最適當的條件調節研磨墊的研磨面。
再者，調節係如上所述，能實施於研磨中將未使用的研磨墊準備成可使用於研磨的狀態時，以及實施於研磨結束後到下一次研磨的開始為止的研磨批量間等。再者，作為調節頭，能使用上述的洗淨噴嘴頭或修整頭。
另外，較佳地，本發明的研磨墊的調節方法中，係控制平板的轉數以及調節頭的於平板的半徑方向的移動速度，而使平板的轉數滿足上述數學式（1），且使調節頭的於平板的半徑方向的移動動作滿足上述數學式（2）以及數學式（3）。藉由同時滿足上述數學式（1）、數學式（2）以及數學式（3）的控制條件，能更確實地進行研磨墊的平均調節。 〔實施例〕
以下，顯示本發明的實施例及比較例而更為具體的說明本發明，但本發明並未被限定於此實施例。
（實施例） 依照本發明的調節方法，於矽晶圓的雙面研磨步驟中，於研磨批量間進行雙面研磨裝置的上下平板的研磨墊的調節的同時，雙面研磨矽晶圓。此時，作為雙面研磨裝置，所使用的是顯示於第8圖的本發明的雙面研磨裝置。另外，對直徑300mm的矽晶圓進行了研磨。作為調節頭所使用的是修整頭。即，進行了作為調節的修整。如此一來，連續操作雙面研磨步驟後，量測經雙面研磨的矽晶圓的GBIR（Global Backsurface-referenced Ideal plane/Range，整體背面-基準理想平面/範圍），並對平坦度進行了評估。
修整當中，係自平板的中心側向外側移動修整頭的同時進行了研磨墊的修整。另外，修整中，如以下所述，對平板的轉速與修整頭的平板的半徑方向的移動速度進行控制。首先，使平板的轉速與調節頭的自平板的中心的距離成反比而滿足上述數學式（1）。此時的平板的轉速的推移與顯示於第3圖的曲線相同。
關於修整頭的平板的半徑方向的移動速度，在平板的最內圈與最外圈中，係設定為滿足數學式（2）以及數學式（3）的條件。而後修整頭依照接近位置Pr而降低其直線的速度，在研磨所致的研磨墊的變質為最大的位置Pr的附近處，控制上述1/n成為1/2的條件，亦即，控制修整在位置Pr變成二倍密度。如此，將因應修整頭的自平板中心的距離而控制的修整頭的平板的半徑方向的移動速度顯示於第9圖。
（比較例） 除了不控制修整中的平板轉速與修整頭的於平板半徑方向的移動速度，使兩者經常保持固定之外，以與實施例相同的條件，於研磨批量間進行修整的同時，實施了矽晶圓的雙面研磨。之後，與實施例一樣量測經雙面研磨的矽晶圓的GBIR，並對平坦度進行了評估。於第3圖、第9圖顯示各個修整中的平板轉速與修整頭的於平板半徑方向的移動速度（第3圖、第9圖的虛線）。
其結果，如第10圖所示，實施例的GBIR相對於比較例改善了8%。藉此，根據本發明，已確認到由於能以最適當的條件實施研磨墊的調節，因此能抑制研磨後的晶圓的平坦度的惡化。
此外，本發明並未被限定於上述實施例，上述實施例為例示，凡具有與本發明的申請專利範圍所記載的技術思想實質上相同的構成，能得到同樣的作用效果者，皆被包含在本發明的技術範圍內。
1‧‧‧單面研磨裝置
2‧‧‧平板
3、81‧‧‧研磨墊
4‧‧‧研磨頭
5‧‧‧研磨劑供給機構
6、85‧‧‧調節頭
7、86‧‧‧臂
8‧‧‧控制機構
9‧‧‧修整頭
80‧‧‧雙面研磨裝置
82‧‧‧上平板
83‧‧‧下平板
84‧‧‧載體
W‧‧‧晶圓
［第1圖］係顯示將本發明的研磨裝置設為單面研磨裝置的例子的概略圖。 ［第2圖］係為修整頭的自平板中心的距離與研磨墊與修整頭進行修整的距離之間的關係的說明圖。 ［第3圖］係顯示修整頭的自平板中心的距離與平板轉數之間的關係的圖表。 ［第4圖］係為修整頭的自平板中心的距離與修整頭進行修整所需要的距離之間的關係的說明圖。 ［第5圖］係顯示修整頭的自平板中心的距離與修整頭移動速度之間的關係的圖表。 ［第6圖］係為平板旋轉一圈期間，移動於平板半徑上的調節頭如何與研磨墊進行接觸的說明圖。 ［第7圖］係顯示調節的疏密與調節頭的速度比（1/n）的關係的圖表。 ［第8圖］係顯示將本發明的研磨裝置設為雙面研磨裝置的例子的概略圖。 ［第9圖］係顯示實施例中修整頭的自平板中心的距離與修整頭移動速度之間的關係的圖表。 ［第10圖］係顯示以實施例以及比較例所雙面研磨出的晶圓的平坦度的示意圖。
1‧‧‧單面研磨裝置
2‧‧‧平板
3‧‧‧研磨墊
4‧‧‧研磨頭
5‧‧‧研磨劑供給機構
6‧‧‧調節頭
7‧‧‧臂
8‧‧‧控制機構
W‧‧‧晶圓

Claims (4)

  1. 一種研磨墊的調節方法，係對於研磨墊使用調節頭而調節，該研磨墊係用於研磨貼附於可旋轉的圓盤狀的平板的晶圓，該調節方法包含： 藉由旋轉該平板而旋轉貼附於該平板的該研磨墊的同時，於該平板的半徑方向移動該調節頭而實施該調節；以及 因應該調節頭的自該平板的中心的距離而控制該平板的轉數以及該調節頭的於該平板的半徑方向的移動速度。
  2. 如請求項1所述之研磨墊的調節方法，其中係控制該平板的轉數以及該調節頭的於該平板的半徑方向的移動速度，而使該平板的轉數滿足下述數學式（1），且使該調節頭的於該平板的半徑方向的移動動作滿足下述數學式（2）以及數學式（3）， 【數學式1】 T(r)=Tr0 ×(r0 /r) 【數學式2】 V(r)=(r0 /r)V0 【數學式3】 D÷Q=n 其中，T(r)：該調節頭的自該平板的中心的距離為r之時的平板轉數（rpm），Tr0 ：調節開始時的平板轉數（rpm），r0 ：調節開始時的該調節頭的自該平板的中心的距離（m），r：該調節頭的自該平板的中心的距離（m），V(r)：該調節頭的自該平板的中心的距離為r之時的該調節頭的於該平板的半徑方向的移動速度（m/sec），V0 ：調節開始時的該調節頭的於該平板的半徑方向的移動速度（m/sec），D：該調節頭的該平板的半徑方向的尺寸（m），Q：該平板旋轉一圈時的該調節頭在該平板的半徑上移動的距離（m），n：係為正整數。
  3. 一種研磨裝置，係具備調節頭，該調節頭係用於調節研磨墊，該研磨墊係用於研磨貼附於可旋轉的圓盤狀的平板的晶圓，其中 該研磨裝置係藉由旋轉該平板而旋轉貼附於該平板的該研磨墊的同時，於該平板的半徑方向移動該調節頭而實施該調節；以及 該研磨裝置具備一控制機構，該控制機構係因應該調節頭的自該平板的中心的距離而控制該平板的轉數以及該調節頭的於該平板的半徑方向的移動速度。
  4. 如請求項3所述之研磨裝置，其中該控制機構係控制該平板的轉數以及該調節頭的於該平板的半徑方向的移動速度，而使該平板的轉數滿足下述數學式（1），且使該調節頭的於該平板的半徑方向的移動動作滿足下述數學式（2）以及數學式（3）， 【數學式1】 T(r)=Tr0 ×(r0 /r) 【數學式2】 V(r)=(r0 /r)V0 【數學式3】 D÷Q=n 其中，T(r):該調節頭的自該平板的中心的距離為r之時的平板轉數（rpm），Tr0 :調節開始時的平板轉數（rpm），r0 ：調節開始時的該調節頭的自該平板的中心的距離（m），r：該調節頭的自該平板的中心的距離（m），V(r)：該調節頭的自該平板的中心的距離為r之時的該調節頭的於該平板的半徑方向的移動速度（m/sec），V0 ：調節開始時的該調節頭的於該平板的半徑方向的移動速度（m/sec），D：該調節頭的該平板的半徑方向的尺寸（m），Q：該平板旋轉一圈時的該調節頭在該平板的半徑上移動的距離（m），n：係為正整數。
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