TW202007480A - 用以研磨基板周緣部的研磨裝置及研磨方法 - Google Patents

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Abstract

本發明為用於對基板的周緣部進行研磨的研磨裝置及研磨方法，提供能正確檢測晶圓等基板的周緣部的研磨終點的研磨裝置。研磨裝置具備將研磨件（42）向基板保持面（37）上的基板（W）的周緣部按壓的研磨頭（34）。研磨頭（34）具備將研磨件（42）向基板（W）的周緣部按壓的按壓部件（44），和對起因於研磨件（42）與基板（W）的周緣部的摩擦阻力而作用於按壓部件（44）的剪切力（F）進行檢測的剪切力檢測傳感器（70）。剪切力檢測傳感器（70）以輸出表示剪切力（F）的大小的指標值的方式構成。動作控制部（80）具備記憶有用於決定指標值達到閾值的時間點即研磨終點的程式的記憶裝置（110），和用於執行程式的處理裝置（120）。

Description

用以研磨基板周緣部的研磨裝置及研磨方法
本發明有關對晶圓等基板的周緣部進行研磨的研磨裝置及研磨方法，尤其有關對基板的周緣部的研磨終點進行檢測的技術。
在半導體元件製造的過程中，在晶圓的周緣部形成各種膜。這些膜會成為微塵的起因，因此需要從周緣部除去膜。因此，使用具備研磨帶等研磨件的研磨裝置來對晶圓的周緣部進行研磨，從該周緣部除去膜。該研磨裝置構成為，通過一邊使晶圓以其軸心為中心旋轉一邊將研磨件向晶圓的周緣部按壓而對該周緣部進行研磨。
晶圓的周緣部的研磨在從周緣部除去了膜時結束。然而，在實用上難以正確地檢測從周緣部除去了膜的時間點。因此，在現有的技術中，晶圓的周緣部的研磨在經過了預先設定的時間的時間點結束。在研磨後的周緣部上存在膜的殘渣的情況下，進行追加研磨。 現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2004-241434號公報
然而，從晶圓的周緣部除去膜所需要的時間會根據膜及研磨件的狀態、晶圓進行研磨的場所以及其他因素而改變。因此，在經過了預先設定的時間的時間點，膜仍有可能殘留於晶圓上。當為了防止這樣的研磨不足而延長研磨時間時，每一片晶圓的研磨所使用的消耗品的成本上升。此外，當延長研磨時間時，晶圓的周緣部可能會被過度研磨。
因此，本發明的目的在於提供一種能夠正確地對晶圓等基板的周緣部的研磨終點進行檢測的研磨裝置及研磨方法。
在一形態中，提供一種研磨裝置，用於對基板的周緣部進行研磨，其中，具備：基板保持部，該基板保持部具有對基板進行保持的基板保持面，並且使該基板保持面旋轉；研磨頭，該研磨頭將研磨件向所述基板保持面上的所述基板的周緣部按壓；及動作控制部，該動作控制部對所述基板保持部及所述研磨頭的動作進行控制，所述研磨頭具備：按壓部件，該按壓部件將所述研磨件向所述基板的周緣部按壓；及剪切力檢測傳感器，該剪切力檢測傳感器對起因於所述研磨件與所述基板的周緣部的摩擦阻力而作用於所述按壓部件的剪切力進行檢測，所述剪切力檢測傳感器以輸出表示所述剪切力的大小的指標值的方式構成，所述動作控制部具備記憶裝置和處理裝置，該記憶裝置記憶有用於決定研磨終點的程式，該處理裝置用於執行所述程式，所述研磨終點是所述指標值達到閾值的時間點。
在一形態中，所述剪切力檢測傳感器是具備傳感器元件的觸覺傳感器，所述傳感器元件具有微小線圈狀碳纖維（carbon micro coil：CMC），所述傳感器元件固定於所述按壓部件。 在一形態中，所述傳感器元件還具有彈性樹脂塊，所述微小線圈狀碳纖維配置於所述彈性樹脂塊內。 在一形態中，所述研磨頭具有研磨件按壓面對所述研磨件的背側進行支承，並且將所述研磨件向所述基板的周緣部按壓，所述研磨件按壓面的至少一部分由所述傳感器元件構成。 在一形態中，所述剪切力檢測傳感器是連結於所述按壓部件的背側的測力傳感器。
在一形態中，提供一種研磨方法，用於對基板的周緣部進行研磨，其中，將基板保持於基板保持面上，使所述基板保持面與所述基板一起旋轉，利用研磨頭的按壓部件將研磨件向所述基板的周緣部按壓而對該周緣部進行研磨，利用剪切力檢測傳感器對在所述基板的周緣部的研磨中起因於所述研磨件與所述基板的周緣部的摩擦阻力而作用於所述按壓部件的剪切力進行檢測，決定研磨終點，該研磨終點是表示所述剪切力的大小的指標值達到閾值的時間點，基於所述研磨終點而結束所述基板的周緣部的研磨。
在一形態中，所述剪切力檢測傳感器是具備傳感器元件的觸覺傳感器，所述傳感器元件具有微小線圈狀碳纖維，所述傳感器元件固定於所述按壓部件。 在一形態中，所述傳感器元件還具有彈性樹脂塊，所述微小線圈狀碳纖維配置於所述彈性樹脂塊內。 在一形態中，所述研磨頭具有研磨件按壓面，該研磨件按壓面對所述研磨件的背側進行支承，並且將所述研磨件向所述基板的周緣部按壓，所述研磨件按壓面的至少一部分由所述傳感器元件構成。 在一形態中，所述剪切力檢測傳感器是連結於所述按壓部件的背側的測力傳感器。 發明效果
當基板的周緣部上的膜由研磨件除去時，基層露出。膜與研磨件的摩擦阻力和基層與研磨件的摩擦阻力不同。摩擦阻力作為剪切力作用於按壓部件。當作為基板的研磨的結果而露出基層時，剪切力變化。因此，根據本發明，能夠基於剪切力的變化而正確地檢測研磨終點。
以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。 圖1的（a）及圖1的（b）是表示基板的周緣部的放大剖視圖。更詳細而言，圖1的（a）是所謂的直線型的基板的剖視圖，圖1的（b）是所謂的圓弧型的基板的剖視圖。作為基板的例子，例舉晶圓。基板的周緣部被定義為包含斜面部、頂緣部及底緣部的區域。在圖1的（a）的晶圓W中，斜面部是由上側傾斜部（上側斜面部）P、下側傾斜部（下側斜面部）Q及側部（頂部）R構成的晶圓W的最外周面（由符號S表示）。在圖1的（b）的晶圓W中，斜面部是構成晶圓W的最外周面的具有彎曲的剖面的部分（由符號S表示）。頂緣部是與斜面部S相比位於半徑方向內側的環狀的平坦部T1。底緣部是位於與頂緣部相反的一側且與斜面部S相比位於半徑方向內側的環狀的平坦部T2。頂緣部T1及底緣部T2與斜面部S連接。頂緣部T1有時也包含形成有元件的區域。
圖2是表示用於對作為基板的一例的晶圓的周緣部進行研磨的研磨裝置的示意圖。該研磨裝置具備基板保持部32和研磨頭34，基板保持部32保持作為基板的一例的晶圓W並使之旋轉，研磨頭34將作為研磨件的研磨帶42向保持於基板保持部32的晶圓W的周緣部按壓。基板保持部32具備通過真空吸附來保持晶圓W的基板保持面37、使基板保持面37旋轉的工作臺電動機(stage motor)39、使基板保持面37及工作臺電動機39平行移動的XY移動裝置38。XY移動裝置38具備使基板保持面37及工作臺電動機39沿X方向移動的滾珠螺桿機構與伺服電動機的組合（未圖示）和使基板保持面37及工作臺電動機39沿與X方向垂直的Y方向移動的滾珠螺桿機構與伺服電動機的組合（未圖示）。X方向及Y方向與基板保持面37平行。
晶圓W在其背面朝下的狀態下通過未圖示的搬送裝置而載置於基板保持面37上。在基板保持面37形成有槽37a，該槽37a與真空管線40連通。真空管線40與未圖示的真空源（例如真空泵）連接。當通過真空管線40而在基板保持面37的槽37a形成真空時，晶圓W通過真空吸引而被保持於基板保持面37上。 在該狀態下工作臺電動機39使基板保持面37旋轉，從而使晶圓W以其軸線為中心旋轉。基板保持面37的直徑比晶圓W的直徑小，晶圓W的背面的中心側區域由基板保持面37保持。晶圓W的周緣部的整體從基板保持面37伸出到外側。
研磨頭34與基板保持面37相鄰地配置。更具體而言，研磨頭34配置成其與基板保持面37上的晶圓W的周緣部相對。研磨頭34具備對作為研磨件的研磨帶42進行支承的複數個導輥43、將研磨帶42向晶圓W的周緣部按壓的按壓部件（例如，按壓墊）44及作為對按壓部件44賦予按壓力的致動器的氣缸45。
氣缸45與按壓部件44連結，構成為使按壓部件44朝向基板保持面37移動。氣缸45對按壓部件44賦予按壓力，由此，按壓部件44將研磨帶42向晶圓W的周緣部按壓。此外，也可以取代研磨帶42而使用研磨石作為研磨件。
在研磨頭34設有用於進給研磨帶42的帶進給機構50。研磨帶42的一端與放卷卷軸51連接，另一端與捲繞卷軸52連接。帶進給機構50構成為以規定的速度將研磨帶42從放卷卷軸51經由研磨頭34向捲繞卷軸52進給。作為使用的研磨帶42的例子，例舉在表面固定有研磨顆粒的帶或由硬質的不織布構成的帶等。
在保持於基板保持面37的晶圓W的上方及下方配置有向晶圓W供給純水的純水供給噴嘴57、58。純水供給噴嘴57配置於基板保持面37的中心的上方。供給到旋轉的晶圓W的上表面的純水通過離心力擴展到晶圓W的上表面的整體而覆蓋晶圓W的上表面整體。因此，純水能夠在晶圓W的周緣部的研磨中防止微塵附著於晶圓W的上表面。純水供給噴嘴58向晶圓W的下表面供給純水，形成朝向徑向外側的純水的流動。在純水供給噴嘴57、58分別連接有流量控制閥60、61。上述流量控制閥60、61構成為對流經純水供給噴嘴57、58的純水的流量進行控制。
圖3是圖2所示的研磨裝置的俯視圖。研磨頭34保持於曲柄臂55。更具體而言，曲柄臂55的一端固定於研磨頭34，曲柄臂55的另一端與伺服電動機56連結。曲柄臂55整體與基板保持面37平行。當伺服電動機56使曲柄臂55沿順時針及逆時針交替旋轉規定的角度時，如圖4所示，研磨頭34的整體上下傾動。
晶圓W的周緣部以如下的方式被研磨。保持於基板保持面37的晶圓W以其軸線為中心而通過工作臺電動機39旋轉。從純水供給噴嘴57、58向旋轉的晶圓W的上表面及下表面供給純水。研磨頭34一邊將研磨帶42向晶圓W的周緣部按壓一邊如圖4所示那樣上下傾動。因純水的存在，研磨帶42與旋轉的晶圓W的周緣部滑動接觸，由此對周緣部進行研磨。
圖5是圖2所示的研磨頭34的放大圖。如圖5所示，研磨頭34具備用於將研磨帶42的研磨面向晶圓W的周緣部按壓的按壓部件44和作為使該按壓部件44朝向基板保持部32的基板保持面37（即，朝向晶圓W的周緣部）移動的致動器的氣缸45。按壓部件44及氣缸45配置於研磨帶42的背側。通過控制向氣缸45供給的氣體的壓力而調整施加於晶圓W的按壓力（即研磨載荷）。
在研磨頭34安裝有將研磨帶42向其長度方向進給的帶進給機構50。在本實施方式中，帶進給機構50固定於研磨頭34，但在一個實施方式中，帶進給機構50也可以設置於與研磨頭34分離的位置。
帶進給機構50具備帶進給輥50a、壓送輥(nip roller)50b以及使帶進給輥50a旋轉的電動機50c。電動機50c設置於研磨頭34的側面，在電動機50c的旋轉軸安裝有帶進給輥50a。壓送輥50b與帶進給輥50a相鄰地配置。壓送輥50b由未圖示的機構支承為向圖5的箭頭NF所示的方向（朝向帶進給輥50a的方向）產生力，以按壓帶進給輥50a的方式構成。
當電動機50c向圖5所示的箭頭方向旋轉時，帶進給輥50a旋轉而將研磨帶42從放卷卷軸51經由研磨頭34向捲繞卷軸52進給。壓送輥50b構成為能夠繞其自身的軸旋轉。在晶圓W的研磨中，帶進給機構50以規定的速度（例如，每分鐘數mm~數十mm）將研磨帶42向其長度方向進給。研磨頭34具有複數個導輥43。這些導輥43以使研磨帶42沿與晶圓W的切線方向正交的方向行進的方式對研磨帶42進行引導。
在晶圓W的研磨中，在研磨帶42與旋轉的晶圓W的周緣部之間產生摩擦阻力。按壓部件44保持於氣缸45，因此該摩擦阻力作為橫向的剪切力而作用於按壓部件44。當氣缸45賦予按壓部件44的按壓力固定時，研磨帶42與晶圓W的周緣部之間的摩擦阻力會根據構成晶圓W的周緣部的表面的物質而改變。例如，當構成晶圓W的周緣部的表面的氧化膜由研磨帶42除去而露出作為基層的矽層時，摩擦阻力變化。因此，能夠根據摩擦阻力的變化來決定氧化膜被除去的時間點。
研磨頭34具備剪切力檢測傳感器70，該剪切力檢測傳感器70對起因於研磨帶42與晶圓W的周緣部的摩擦阻力而作用於按壓部件44的剪切力進行檢測。剪切力檢測傳感器70是具備傳感器元件71的觸覺傳感器，該傳感器元件71具有微小線圈狀碳纖維（CMC）。更具體而言，剪切力檢測傳感器70具備固定於按壓部件44的前側的傳感器元件71和與傳感器元件71電連接的電路72。
研磨頭34具有研磨件按壓面46，該研磨件按壓面46對作為研磨件的研磨帶42的背側進行支承，並將研磨帶42向晶圓W的周緣部按壓。在本實施方式中，研磨帶42的背側由傳感器元件71支承，研磨帶42通過傳感器元件71而被向晶圓W的周緣部按壓。因此，研磨件按壓面46的整體由傳感器元件71構成。在一個實施方式中，也可以是研磨件按壓面46的一部分由傳感器元件71構成，其他部分由按壓部件44構成。在其他實施方式中，傳感器元件71也可以埋設於按壓部件44內，或者也可以固定於按壓部件44的背側。在該情況下，研磨件按壓面46由按壓部件44構成。
圖6是表示圖5所示的剪切力檢測傳感器70的立體圖。傳感器元件71具有彈性樹脂塊71a，微小線圈狀碳纖維（未圖示）配置於彈性樹脂塊71a內。更具體而言，微小線圈狀碳纖維在彈性樹脂塊71a內均勻地分散。在一個實施方式中，彈性樹脂塊71a由矽氧樹脂塊構成。
在晶圓W的研磨中，剪切力F以研磨帶42與旋轉的晶圓W的周緣部的摩擦阻力為起因而作用於按壓部件44。該剪切力F的方向與研磨帶42和晶圓W的周緣部的接觸點處的晶圓W的切線方向一致，並且，與基板保持面37及研磨件按壓面46平行。
在內部配置有微小線圈狀碳纖維的傳感器元件71的電性質與施加於傳感器元件71的外力相應地變化。具體而言，當外力施加於傳感器元件71時，傳感器元件71的阻抗變化。電路72對傳感器元件71施加交流電壓，對傳感器元件71的阻抗進行檢測，並輸出直接或間接表示阻抗的數值。該數值與施加於傳感器元件71的外力的大小相應地變化。因此，剪切力檢測傳感器70構成為輸出直接或間接表示剪切力F的大小的數值即指標值。
在晶圓W的周緣部的研磨中，氣缸45將固定的按壓力E施加於按壓部件44，由此，按壓部件44以固定的按壓力E將研磨帶42向晶圓W的周緣部按壓。此時，以研磨帶42與晶圓W的周緣部的摩擦阻力為起因，剪切力F作用於按壓部件44及傳感器元件71。按壓力E與剪切力F相互垂直。剪切力檢測傳感器70對按壓力E與剪切力F的合力進行檢測。當上述摩擦力作為晶圓W的周緣部的研磨的結果而變化時，剪切力F變化，而另一方面，按壓力E保持固定。因此，從剪切力檢測傳感器70輸出的剪切力F的指標值伴隨上述摩擦阻力的變化而變化。
傳感器元件71是與按壓部件44為一體的，配置於緊鄰研磨點（研磨帶42與晶圓W的周緣部的接觸點）的背側。因此，剪切力檢測傳感器70能夠直接檢測在研磨點產生的剪切力F。即，剪切力檢測傳感器70能夠快速並正確地對晶圓W的周緣部的表面狀態的變化進行檢測。
如圖6所示，剪切力檢測傳感器70的電路72與動作控制部80電連接，從剪切力檢測傳感器70輸出的剪切力F的指標值以信號的形態向動作控制部80發送。動作控制部80構成為決定指標值達到閾值的時間點即研磨終點。更具體而言，動作控制部80具備記憶有用於決定指標值達到閾值的時間點即研磨終點的程式的記憶裝置110和用於執行所述程式的處理裝置120。動作控制部80由專用的電腦或通用的電腦構成。
動作控制部80基於指標值達到閾值的時間點即研磨終點而使研磨動作結束。具體而言，動作控制部80對研磨頭34發出指令而使研磨動作停止，進一步使基板保持部32的工作臺電動機39停止。由此，晶圓W的周緣部的研磨結束。
圖7是表示剪切力檢測傳感器70的其他實施方式的立體圖。未特別說明的本實施方式的結構與圖6所示的實施方式相同，因此省略其重複的說明。在本實施方式中，剪切力檢測傳感器70具備連結於按壓部件44的背側的測力傳感器75。未設置圖6所示的電路72。測力傳感器75配置於氣缸45與按壓部件44之間。測力傳感器75固定於按壓部件44的背側，測力傳感器75連結於氣缸45。在本實施方式中，研磨件按壓面46由按壓部件44構成。
由氣缸45產生的按壓力E通過測力傳感器75而向按壓部件44傳遞。在本實施方式中，測力傳感器75是能夠分別檢測相互垂直的按壓力E和剪切力F的雙軸型測力傳感器。在一個實施方式中，測力傳感器也可以是僅能夠檢測剪切力F的單軸型測力傳感器。
測力傳感器75輸出直接或間接表示檢測出的剪切力F的大小的指標值。測力傳感器75與動作控制部80電連接，從剪切力檢測傳感器70輸出的剪切力F的指標值以信號的形態向動作控制部80發送。動作控制部80決定指標值達到閾值的時間點即研磨終點。
根據本實施方式，測力傳感器75配置於緊鄰研磨點（研磨帶42與晶圓W的周緣部的接觸點）的背側，因此能夠直接檢測剪切力F。即，剪切力檢測傳感器70能夠快速並正確地對晶圓W的周緣部的表面狀態的變化進行檢測。
圖6及圖7所示的剪切力檢測傳感器70輸出根據研磨帶42與旋轉的晶圓W的周緣部的摩擦阻力而變化的剪切力F的指標值。當晶圓W的中心從基板保持面37的中心偏移時，如圖8所示，剪切力F的指標值週期性變動。因此，動作控制部80構成為對從剪切力檢測傳感器70發送的指標值的週期性的變化進行檢測，基於所述週期性的變化而算出晶圓W的中心從基板保持面37的中心的偏心量及偏心方向，並在研磨下一晶圓前，操作XY移動裝置38而使基板保持面37向消除所述偏心量的方向移動。
偏心量能夠根據從剪切力檢測傳感器70發送的剪切力F的指標值的週期性的變化的振幅算出。偏心方向能夠根據與週期性變化的指標值的峰值對應的基板保持面37的旋轉角度算出。基板保持面37的旋轉角度能夠從安裝於工作臺電動機39的旋轉編碼器（未圖示）獲得。
如上所述，XY移動裝置38構成為使基板保持面37及工作臺電動機39在相互垂直的X方向及Y方向上移動。動作控制部80對XY移動裝置38發出指令而使基板保持面37及工作臺電動機39向使算出的偏心量消除的方向移動。通過這樣的動作，下一晶圓通過未圖示的搬送裝置而以使晶圓的中心與基板保持面37的中心一致的方式載置到基板保持面37上。其結果是，達成晶圓的周緣部的均勻的研磨。
包含研磨頭34及基板保持部32的研磨裝置的動作由動作控制部80控制。在本實施方式中，動作控制部80由專用的電腦或通用的電腦構成。圖9是表示動作控制部80的結構的示意圖。動作控制部80具備：儲存程式、數據等的記憶裝置110；依照儲存於記憶裝置110的程式進行運算的CPU（中央處理裝置）等處理裝置120；用於將數據、程式及各種資訊向記憶裝置110輸入的輸入裝置130；用於輸出處理結果、處理後的數據的輸出裝置140；以及用於與互聯網等網絡連接的通信裝置150。
記憶裝置110具備處理裝置120能夠存取的主記憶裝置111和儲存數據及程式的輔助記憶裝置112。主記憶裝置111例如為隨機存取記憶體（RAM），輔助記憶裝置112是硬碟（HDD）或固態硬碟（SSD）等儲存裝置。
輸入裝置130具備鍵盤、滑鼠，還具備用於從記錄介質讀取數據的記錄介質讀取裝置132和連接記錄介質的記錄介質埠134。記錄介質是作為非暫時性(non-transitory)有形物的電腦可讀取的記錄介質，例如為光碟（例如，CD-ROM、DVD-ROM）、半導體記憶體（例如，USB隨身碟、記憶卡）。作為記錄介質讀取裝置132的例子，例舉CD驅動器、DVD驅動器等光學驅動器、記憶卡讀卡器。作為記錄介質埠134的例子，例舉USB埠。電性儲存於記錄介質的程式及數據至少其中之一經由輸入裝置130而被導入動作控制部80，並向記憶裝置110的輔助記憶裝置112儲存。輸出裝置140具備顯示裝置141、印表裝置142。
動作控制部80依照電性儲存於記憶裝置110的程式進行動作。即，動作控制部80對表示由剪切力檢測傳感器70檢測出的剪切力的大小的指標值達到閾值的時間點即晶圓W的研磨終點進行決定。程式記錄於作為非暫時性的有形物的電腦可讀取的記錄介質，並經由記錄介質而向動作控制部80提供。或者，程式也可以經由互聯網等通信網絡而向動作控制部80提供。
圖2所示的研磨裝置依照儲存於動作控制部80的研磨選單(recipe)進行動作。研磨選單是表示在對晶圓的周緣部進行研磨時的研磨裝置的動作條件（也稱為研磨條件）的動作指令。作為一例，研磨選單包含氣缸45的按壓力、晶圓的轉速、從純水供給噴嘴57、58向晶圓供給的純水的流量、研磨帶42的進給速度的具體的指令值。
在一個實施方式中，提供一種能夠在最適的研磨選單的設定中使用的計算系統。圖10是表示該計算系統的概略圖。如圖10所示，計算系統具備通過網絡202與處於各研磨裝置200內的複數個研磨頭、複數個研磨裝置200及晶圓檢查裝置（基板檢查裝置）201連接的伺服器205。伺服器205由通用的電腦或專用的電腦構成。伺服器205可以設置於配置有研磨裝置200的工廠內，或者也可以是通過互聯網等網絡202而連接的所謂的雲端伺服器。
複數個研磨裝置200分別是具備複數個圖2所示的研磨頭34的研磨裝置。即，複數個研磨裝置200分別構成為通過以按壓部件44將研磨帶42向晶圓的周緣部按壓而對該周緣部進行研磨。在本實施方式中，晶圓檢查裝置（基板檢查裝置）201是對存在於晶圓（基板）的表面上的微塵的數量進行計數的微塵計數器。
由研磨裝置200研磨後的晶圓通過未圖示的搬送裝置而向晶圓檢查裝置201搬送。晶圓檢查裝置201對研磨了周緣部的晶圓的表面上的微塵的數量進行計數，並經由網絡202將微塵的數量向伺服器205發送。研磨裝置200經由網絡202將由在對該晶圓進行研磨時從上述的剪切力檢測傳感器70輸出的剪切力的指標值、研磨選單所包含的上述指令值（晶圓的轉速等）及從各傳感器、電動機等輸出的資訊等構成的研磨數據向伺服器205發送。每研磨一片或規定片數的晶圓，晶圓檢查裝置201就對研磨後的晶圓上的微塵的數量進行計數並將微塵的數量向伺服器205發送。同樣，每研磨一片或規定片數的晶圓，研磨裝置200就將由剪切力的指標值及研磨選單所包含的指令值構成的研磨數據向伺服器205發送。
伺服器205記憶微塵的數量，和每當接收研磨數據時與微塵的數量對應的研磨數據的組所構成的學習數據。伺服器205使用學習數據來進行機械學習，構築用於根據由剪切力的指標值及研磨選單所包含的指令值所構成的參數來算出微塵的預測數的模型。作為機械學習的例子，例舉神經網絡、深度學習等。學習數據在每次執行晶圓的研磨時累積性地增加。因此，伺服器205定期地或不定期地使用學習數據來進行機械學習，從而更新模型。使用者能夠使用構築出的模型來探索能夠減小微塵的預測數的參數。
在一個實施方式中，也可以取代微塵的數量而將能從一片晶圓得到的晶片（chip）的數量包含於學習數據中。在該情況下，模型是用於算出從一片晶圓得到的晶片的預測數的模型。
上述的實施方式是以本發明所屬技術領域中具有通常知識者能夠實施本發明為目的而記載的實施方式。本領域人員當然能得到上述實施方式的各種變形例，本發明的技術思想也能夠應用於其他實施方式。因此，本發明不限定於記載的實施方式，應當解釋為遵照由申請專利範圍定義的技術思想而能夠得到的最寬的範圍。
32‧‧‧基板保持部 34‧‧‧研磨頭 37‧‧‧基板保持面 38‧‧‧XY移動裝置 39‧‧‧工作臺電動機 40‧‧‧真空管線 42‧‧‧研磨帶（研磨件） 43‧‧‧導輥 44‧‧‧按壓部件 45‧‧‧氣缸 46‧‧‧研磨件按壓面 50‧‧‧帶進給機構 51‧‧‧放卷卷軸 52‧‧‧捲繞卷軸 55‧‧‧曲柄臂 56‧‧‧伺服電動機 57、58‧‧‧純水供給噴嘴 60、61‧‧‧流量控制閥 70‧‧‧剪切力檢測傳感器 71‧‧‧傳感器元件 71a‧‧‧彈性樹脂塊 72‧‧‧電路 80‧‧‧動作控制部 110‧‧‧記憶裝置 120‧‧‧處理裝置 130‧‧‧輸入裝置 150‧‧‧通信裝置 200‧‧‧研磨裝置 201‧‧‧晶圓檢查裝置（基板檢查裝置） 202‧‧‧網絡 205‧‧‧伺服器
圖1的（a）及圖1的（b）是表示基板的周緣部的放大剖視圖。 圖2是表示用於對作為基板的一例的晶圓的周緣部進行研磨的研磨裝置的示意圖。 圖3是圖2所示的研磨裝置的俯視圖。 圖4是對研磨頭上下傾動的樣子進行說明的圖。 圖5是圖2所示的研磨頭的放大圖。 圖6是表示圖5所示的剪切力檢測傳感器的立體圖。 圖7是表示剪切力檢測傳感器的其他實施方式的立體圖。 圖8是表示剪切力的指標值週期性變動的樣子的圖表。 圖9是表示動作控制部的結構的示意圖。 圖10是能夠在最適的研磨選單(recipe)的設定中使用的計算系統的示意圖。
37‧‧‧基板保持面
42‧‧‧研磨帶(研磨件)
44‧‧‧按壓部件
46‧‧‧研磨件按壓面
71‧‧‧傳感器元件
71a‧‧‧彈性樹脂塊
72‧‧‧電路
80‧‧‧動作控制部
110‧‧‧記憶裝置
120‧‧‧處理裝置
E‧‧‧按壓力
F‧‧‧剪切力
W‧‧‧晶圓

Claims (10)

  1. 一種研磨裝置，用於對基板的周緣部進行研磨，其具備： 基板保持部，該基板保持部具有對基板進行保持的基板保持面，並且使該基板保持面旋轉； 研磨頭，該研磨頭將研磨件向所述基板保持面上的所述基板的周緣部按壓；及 動作控制部，該動作控制部對所述基板保持部及所述研磨頭的動作進行控制， 所述研磨頭具備： 按壓部件，該按壓部件將所述研磨件向所述基板的周緣部按壓；及 剪切力檢測傳感器，該剪切力檢測傳感器對起因於所述研磨件與所述基板的周緣部的摩擦阻力而作用於所述按壓部件的剪切力進行檢測， 所述剪切力檢測傳感器構成為輸出表示所述剪切力的大小的指標值， 所述動作控制部具備記憶裝置和處理裝置，該記憶裝置記憶有用於決定研磨終點的程式，該處理裝置用於執行所述程式，所述研磨終點是所述指標值達到閾值的時間點。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的研磨裝置，其中，所述剪切力檢測傳感器是具備傳感器元件的觸覺傳感器，所述傳感器元件具有微小線圈狀碳纖維(carbon micro coil : CMC)，所述傳感器元件固定於所述按壓部件。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的研磨裝置，其中，所述傳感器元件還具有彈性樹脂塊，所述微小線圈狀碳纖維配置於所述彈性樹脂塊內。
  4. 根據申請專利範圍第3項所述的研磨裝置，其中，所述研磨頭具有研磨件按壓面，該研磨件按壓面對所述研磨件的背側進行支承，並且將所述研磨件向所述基板的周緣部按壓， 所述研磨件按壓面的至少一部分由所述傳感器元件構成。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述的研磨裝置，其中，所述剪切力檢測傳感器是連結於所述按壓部件的背側的測力傳感器。
  6. 一種研磨方法，用於對基板的周緣部進行研磨，其特徵在於， 將基板保持於基板保持面上， 使所述基板保持面與所述基板一起旋轉， 利用研磨頭的按壓部件將研磨件向所述基板的周緣部按壓而對該周緣部進行研磨， 利用剪切力檢測傳感器對在所述基板的周緣部的研磨中起因於所述研磨件與所述基板的周緣部的摩擦阻力而作用於所述按壓部件的剪切力進行檢測， 決定研磨終點，該研磨終點是表示所述剪切力的大小的指標值達到閾值的時間點， 基於所述研磨終點而結束所述基板的周緣部的研磨。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述的研磨方法，其中，所述剪切力檢測傳感器是具備傳感器元件的觸覺傳感器，所述傳感器元件具有微小線圈狀碳纖維，所述傳感器元件固定於所述按壓部件。
  8. 根據申請專利範圍第7項所述的研磨方法，其中，所述傳感器元件還具有彈性樹脂塊，所述微小線圈狀碳纖維配置於所述彈性樹脂塊內。
  9. 根據申請專利範圍第8項所述的研磨方法，其中，所述研磨頭具有研磨件按壓面，該研磨件按壓面對所述研磨件的背側進行支承，並且將所述研磨件向所述基板的周緣部按壓， 所述研磨件按壓面的至少一部分由所述傳感器元件構成。
  10. 根據申請專利範圍第6項所述的研磨方法，其中，所述剪切力檢測傳感器是連結於所述按壓部件的背側的測力傳感器。
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