TW202342231A

TW202342231A - 基板研磨方法

Info

Publication number: TW202342231A
Application number: TW112107251A
Authority: TW
Inventors: 山本暁; 内山圭介; 柏木誠; 藤澤真於
Original assignee: 日商荏原製作所股份有限公司
Priority date: 2022-03-08
Filing date: 2023-03-01
Publication date: 2023-11-01
Also published as: WO2023171312A1; JP2023130650A

Abstract

本發明係關於研磨晶圓等基板的基板研磨方法。基板研磨方法係一邊使基板（W）與研磨頭（10C）相對作圓周運動，一邊使基板（W）以其軸心為中心作旋轉，且一邊將研磨條帶（2B）朝其長邊方向輸送，一邊藉由研磨頭（10C）將研磨條帶（2B）推壓至被研磨面（5a），以研磨包含基板（W）的中心（O1）的中央區域、及鄰接中央區域的外側區域，研磨中央區域及外側區域的工序係包含以不同的研磨條件予以執行的至少2個研磨工序，至少2個研磨工序係包含：以中央區域的研磨率低於外側區域的研磨率的研磨條件予以執行的低研磨率工序；及以中央區域的研磨率高於外側區域的研磨率的研磨條件予以執行的高研磨率工序。

Description

基板研磨方法

本發明係關於研磨晶圓等基板的基板研磨方法。

近年來，記憶體電路、邏輯電路、影像感測器（例如CMOS感測器）等元件不斷更加高積體化。在形成該等元件的工序中，係有微粒子或塵埃等異物附著在元件的情形。附著在元件的異物會引起配線間的短路或電路的不良情形。因此，為了使元件的可靠性提高，必須將形成有元件的基板洗淨，以將基板上的異物去除。

在基板的背面（非元件面），亦有附著如上所述之微粒子或粉塵等異物、或在成膜工序未意圖而形成的多餘的膜的情形。若如上所示之異物或多餘的膜附著在基板的背面，因基板從曝光裝置的載台基準面分離，基板表面對載台基準面呈傾斜，結果發生圖案化的偏移或焦點距離的偏移。為了防止如上所示之問題，必須將附著在基板的背面的異物或多餘的膜去除。

因此，使用對基板的背面將研磨頭推壓至研磨條帶，藉此研磨基板的背面的基板研磨裝置。近來，對可更有效率地研磨基板的表面的全體的裝置的要求增高。因此，提案出一邊使研磨頭與基板相對作圓周運動，一邊研磨基板的背面，且可確保研磨頭的按壓構件與基板的相對速度的基板研磨裝置。

圖18係一邊使基板W作圓周運動，一邊以研磨條帶502研磨基板W的背面的習知的基板研磨裝置的上視圖，圖19係圖18所示之習知的基板研磨裝置的側面圖。基板研磨裝置的基板保持部510係具有：複數輥輪500、及分別固定在複數輥輪500的複數偏心軸507。

如圖19所示，偏心軸507係具有：偏心了距離e的第1軸部507a、及第2軸部507b。輥輪500係固定在第2軸部507b的一端，第1軸部507a係連接於馬達509。若馬達509驅動，輥輪500係以第2軸部507b的軸心為中心進行半徑e的圓周運動，並且輥輪500自身亦以其軸心為中心作旋轉。藉此，基板保持部510係一邊使基板W作半徑e的圓周運動，一邊以其軸心O1為中心使基板W旋轉。

研磨條帶502係配置在基板W的背面側。研磨條帶502係一邊朝以箭號Z所示方向行進，一邊對研磨條帶502供予預定的張力。複數按壓構件505A～505D係朝基板W的直徑方向作配列，以該等按壓構件505A～505D對基板W的背面推壓研磨條帶502，藉此研磨基板W的背面。如上所示之習知的基板研磨裝置係藉由使按壓構件505A～505D與基板W相對作圓周運動，亦可研磨原僅以基板W的旋轉並無法獲得充分研磨力的基板W的中心部。因此，可效率佳地研磨基板W的背面的全體。［先前技術文獻］［專利文獻］

［專利文獻1］日本特開2019-77003號公報

［發明所欲解決之課題］

但是，若一邊使按壓構件505A～505D與基板W相對作圓周運動，一邊研磨基板W的背面時，圖18所示之包含基板W的中心O1的中央區域CR係藉由按壓構件505C，被持續按壓比其他區域相對較長時間。因此，與中央區域CR以外的區域相比較，基板W的中央區域CR係有過度研磨的情形。結果，基板研磨裝置係有無法將基板W的背面均一研磨的情形。

因此，本發明係提供可以均一的研磨率來研磨基板的被研磨面的全體的基板研磨方法。［解決課題之手段］

在一態樣中，提供一種基板研磨方法，其係研磨基板的被研磨面的基板研磨方法，其係包含：一邊使前述基板與研磨頭相對作圓周運動，一邊使前述基板以其軸心為中心作旋轉，且一邊將研磨條帶朝其長邊方向輸送，一邊藉由前述研磨頭將前述研磨條帶推壓至前述被研磨面，以研磨包含前述基板的中心的中央區域、及鄰接前述中央區域的外側區域，研磨前述中央區域及前述外側區域的工序係包含以不同的研磨條件予以執行的至少2個研磨工序，前述至少2個研磨工序係包含：以前述中央區域的研磨率低於前述外側區域的研磨率的研磨條件予以執行的低研磨率工序；及以前述中央區域的研磨率高於前述外側區域的研磨率的研磨條件予以執行的高研磨率工序。

在一態樣中，前述研磨條件的參數係包含以下之中至少1個：藉由前述研磨頭所發生的條帶按壓力、前述研磨條帶的條帶張力、導引鄰接前述研磨頭所配置的前述研磨條帶的導輥的位置、前述導輥的外徑、對前述基板按壓前述研磨條帶的前述研磨頭的按壓構件的長度、前述按壓構件朝向前述基板的中心朝下方傾斜的角度、前述按壓構件的硬度。在一態樣中，前述高研磨率工序的研磨條件中的前述條帶按壓力係大於前述低研磨率工序的研磨條件中的前述條帶按壓力。

在一態樣中，前述高研磨率工序的研磨條件中的前述研磨條帶的條帶張力係小於前述低研磨率工序的研磨條件中的前述研磨條帶的條帶張力。在一態樣中，前述高研磨率工序的研磨條件中的前述導輥的位置係高於前述低研磨率工序的研磨條件中的前述導輥的位置。在一態樣中，前述高研磨率工序的研磨條件中的前述按壓構件朝向前述基板的中心朝下方傾斜的角度係小於前述低研磨率工序的研磨條件中的前述按壓構件朝向前述基板的中心朝下方傾斜的角度。［發明之效果］

基板研磨方法係包含至少2個研磨工序，其係包含：基板的中央區域的研磨率低的低研磨率工序、及基板的中央區域的研磨率高的高研磨率工序等。因此，不會有將基板的中央區域過度研磨的情形，可以均一的研磨率研磨被研磨面的全體。

以下參照圖面，說明本發明之實施形態。圖1係顯示基板研磨裝置的一實施形態的側面圖，圖2係圖1所示之基板研磨裝置的上視圖。圖1及圖2所示之基板研磨裝置係具備有：保持基板W且使其旋轉的基板保持部20；使研磨條帶2A、2B接觸被保持在基板保持部20的基板W的第1面5a來研磨基板W的第1面5a的複數研磨頭10A～10D；將研磨條帶2A朝其長邊方向輸送的研磨條帶供給機構30A；及將研磨條帶2B朝其長邊方向輸送的研磨條帶供給機構30B。

在本實施形態中，基板W的第1面5a係未形成有元件、或沒有預定形成元件的基板W的背面，亦即非元件面。與第1面5a為相反側的基板W的第2面5b係形成有元件、或預定形成元件的面，亦即元件面。在本實施形態中，基板W係在作為被研磨面的第1面5a朝下的狀態下，水平支持在基板保持部20。

基板保持部20係具備有：可接觸基板W的周緣部的複數輥輪25；使複數輥輪25旋轉的複數馬達29；及將複數輥輪25與複數馬達29相連結的複數偏心軸27。在本實施形態中係設有4個輥輪，惟亦可設置5個或比5多的輥輪。

複數偏心軸27的各個係具有：平行延伸的第1軸部27a、及第2軸部27b。第2軸部27b係由第1軸部27a偏心距離e1。複數輥輪25係分別固定在複數第2軸部27b的一端。複數輥輪25的軸心係分別與複數第2軸部27b的軸心相一致。馬達29係分別連接於第1軸部27a的一端。

若複數馬達29驅動，複數偏心軸27係以其第1軸部27a為中心作旋轉。若複數偏心軸27作旋轉，輥輪25係繞著第1軸部27a的軸心進行半徑e1的圓周運動。輥輪25以第1軸部27a的軸心為中心作一旋轉時，輥輪25係以輥輪25的軸心為中心作一旋轉。在本說明書中，圓周運動係被定義為對象物在圓軌道上移動的運動。

基板保持部20係藉由如上所示之輥輪25的運動，使被保持在輥輪25的基板W一邊作半徑e1的圓周運動，一邊以其軸心（中心）O1為中心作旋轉。因此，基板W與研磨頭10A～10D係相對作圓周運動。

研磨頭10A、10B係被支持構件18A所支持，研磨頭10C、10D係被支持構件18B所支持。複數研磨頭10A～10D係配置在被保持在基板保持部20的基板W的下側。該等研磨頭10A～10D係朝基板W的直徑方向配列。在本實施形態中係設有4個研磨頭10A～10D，惟研磨頭的數量並非侷限於本實施形態。在一實施形態中，亦可設置單一的研磨頭。

研磨條帶供給機構30A、30B係具有相同構成，因此以下說明研磨條帶供給機構30A。研磨條帶供給機構30A係具備有：連接研磨條帶2A的一端的條帶放捲捲軸31、連接研磨條帶2A的另一端的條帶收捲捲軸32、及導引研磨條帶2A的行進方向的複數導輥33。條帶放捲捲軸31及條帶收捲捲軸32係分別連結於捲軸馬達36、37。

藉由使條帶收捲捲軸32朝以箭號所示方向旋轉，研磨條帶2A係由條帶放捲捲軸31經由研磨頭10A、10B被送至條帶收捲捲軸32。研磨條帶2A係以研磨條帶2A的研磨面朝向基板W的第1面5a的方式被供給至研磨頭10A、10B的上方。捲軸馬達36係可藉由對條帶放捲捲軸31供予預定的轉矩，從而對研磨條帶2A施加張力。捲軸馬達37係以將研磨條帶2A以一定速度輸送的方式予以控制。輸送研磨條帶2A的速度係可藉由使條帶收捲捲軸32的旋轉速度發生變化予以變更。

在一實施形態中，基板研磨裝置亦可有別於條帶放捲捲軸31、條帶收捲捲軸32、及捲軸馬達36、37，另外具備將研磨條帶2A朝其長邊方向輸送的條帶輸送裝置。在其他實施形態中，條帶放捲捲軸31與條帶收捲捲軸32的位置亦可相反地配置。

基板研磨裝置係另外具備有：使導輥33上下動的導輥位置調節機構40。圖3係顯示導輥位置調節機構40的一實施形態的示意圖。導輥位置調節機構40係具有：致動器45、及可動軸43。可動軸43係朝上下方向延伸，其一端連結於導輥33，另一端連結於致動器45。致動器45係構成為使可動軸43上下動，使導輥33朝以箭號所示方向上下動。以致動器45之例而言，列舉具備使可動軸43上下動的活塞的活塞汽缸裝置、或伺服馬達與齒輪的組合等。

導輥位置調節機構40係連結於複數導輥33的各個。在一實施形態中，導輥位置調節機構40亦可僅連結於鄰接研磨頭10A～10D的導輥33。其中，若可使導輥33上下動，導輥位置調節機構40的具體構成並非侷限於圖3所示之實施形態。在其他實施形態中，導輥位置調節機構40亦可未具有致動器45，而具備：支持導輥33的導引構件；及固定導輥33對導引構件的的相對位置的固定構件。在另外其他實施形態中，基板研磨裝置亦有未具備導輥位置調節機構40的情形。

圖4係顯示研磨頭10A的一實施形態的側面圖，圖5係圖4所示之研磨頭10A的上視圖。研磨頭10A～10D係基本上具有相同的構成，因此以下說明研磨頭10A。研磨頭10A係配置在基板W及研磨條帶2A的下方，配置成將研磨條帶2A由其背側對基板W的背面按壓。

研磨頭10A係具備有：用以對基板W推壓研磨條帶2A的按壓構件12；保持按壓構件12的按壓構件保持具13；對按壓構件12賦予按壓力的研磨頭致動器15；連結於支持構件18A的研磨頭殼體16；及將按壓構件保持具13呈傾斜的傾斜機構17。

按壓構件12係葉片（blade），該的葉片具有在直線上延伸的形狀，按壓構件12具有用以對基板W推壓研磨條帶2A的按壓面12a。按壓構件12係固定在按壓構件保持具13。按壓構件12係對以箭號Z所示之研磨條帶2A的行進方向呈斜向傾斜。按壓構件12係由彈性材料所形成。以構成按壓構件12的材料之例而言，列舉：氟橡膠、矽氧橡膠、乙烯丙烯二烯橡膠等橡膠。按壓構件12的剖面係具有圓形的形狀。

但是，按壓構件12並非侷限於本實施形態，亦可具有其他形狀，或者亦可由其他材料所構成。在一實施形態中，按壓構件12亦可相對研磨條帶2A的行進方向呈垂直配置。在其他實施形態中，按壓構件12亦可具有2個葉片，或者亦可為具有彎曲形狀的葉片。

研磨頭致動器15係配置在研磨頭殼體16內，藉由未圖示的連結構件而連結於按壓構件保持具13。研磨頭致動器15係構成為使按壓構件保持具13及按壓構件12朝以箭號CL所示之按壓方向移動，使其發生對基板W推壓研磨條帶2A之力亦即條帶按壓力。

傾斜機構17係固定在按壓構件保持具13。傾斜機構17係具有支軸17a，可藉由馬達（未圖示），使按壓構件保持具13以預定的角度以支軸17a的軸心為中心作旋轉。藉此，傾斜機構17係構成為將按壓構件保持具13及按壓構件12對以箭號CL所示之按壓方向呈傾斜。此外，傾斜機構17係構成為維持呈傾斜的按壓構件保持具13及按壓構件12的角度。以馬達之例而言，列舉伺服馬達、或步進馬達。其中，若可將按壓構件12對以箭號CL所示之按壓方向呈傾斜，傾斜機構17的具體構成並非侷限於圖4所示之實施形態。在其他實施形態中，傾斜機構17並未具有將按壓構件12呈傾斜的馬達，而具備：可旋轉地支持按壓構件12的支持構件；及固定按壓構件12對支持構件的相對角度的固定構件。在另外其他實施形態中，基板研磨裝置亦有未具備有傾斜機構17的情形。

基板研磨裝置係與控制基板研磨裝置的各構成要素的動作的動作控制部50作電性連接。基板保持部20的馬達29、研磨頭10A～10D的研磨頭致動器15、傾斜機構17、研磨條帶供給機構30A、30B、及導輥位置調節機構40的致動器45係與動作控制部50作電性連接。基板保持部20、研磨頭10A～10D、研磨條帶供給機構30A、30B、及導輥位置調節機構40的動作係藉由動作控制部50予以控制。

動作控制部50係具備有至少1台電腦。動作控制部50係具備有：儲存有程式的記憶裝置50a、及按照程式執行運算的運算裝置50b。記憶裝置50a係具備有：運算裝置50b可存取的主記憶裝置（例如隨機存取記憶體）、及儲存程式的輔助記憶裝置（例如硬碟驅動機或固體狀態驅動機）。運算裝置50b係包含：按照儲存在記憶裝置50a的程式所包含的命令進行運算的CPU（中央處理裝置）或GPU（圖形處理模組）等。但是，動作控制部50的具體構成並非限定於該等例。

基板W係如下所示予以研磨。基板保持部20係以複數輥輪25保持基板W的周緣部，且使複數偏心軸27作旋轉，藉此使複數輥輪25作圓周運動。基板保持部20係一邊使基板W以其軸心O1為中心作旋轉，一邊使基板W與研磨頭10A～10D相對作圓周運動。一邊藉由研磨條帶供給機構30A、30B將研磨條帶2A、2B送至研磨頭10A～10D，研磨頭10A～10D的按壓構件12係一邊將研磨條帶2A、2B推壓至基板W的第1面5a來研磨基板W的第1面5a。

如參照圖18及圖19所作說明，為了防止包含基板W的中心O1的中央區域與中央區域以外的區域相比較被過度研磨的情形，在本實施形態中，在複數研磨頭10A～10D之中，藉由研磨包含基板W的中心O1的區域的研磨頭10C所為之研磨工序係包含以不同的研磨條件予以執行的至少2個研磨工序。研磨頭10C係研磨包含基板W的中心O1的第1面5a內的中央區域、及鄰接中央區域的外側區域。藉由研磨頭10C所為之至少2個研磨工序係包含：以中央區域的研磨率低於外側區域的研磨率的研磨條件予以執行的低研磨率工序；及以中央區域的研磨率高於外側區域的研磨率的研磨條件予以執行的高研磨率工序。

圖6係顯示低研磨率工序中離基板W的中心O1的位置與研磨率的關係的圖表，圖7係顯示高研磨率工序中離基板W的中心O1的位置與研磨率的關係的圖表。圖6及圖7係藉由研磨頭10C來推壓研磨條帶2B，以研磨基板W的第1面5a時所得的圖表。離基板W的中心O1的位置係表示通過基板W的中心O1，而且沿著研磨條帶2B的行進方向的直線上之離基板W的中心O1的位置。亦即，離基板W的中心O1的位置係表示基板W的半徑方向的位置。離基板W的中心O1的位置為負的值係表示在研磨條帶2B的行進方向，比基板W的中心O1更為上游側的位置，離基板W的中心O1的位置為正的值係在研磨條帶2B的行進方向，比基板W的中心O1更為下游側的位置。

在本實施形態中，中央區域係離基板W的中心O1的距離為0至X1的區域，外側區域係離基板W的中心O1的距離為X1至X2的區域。外側區域係位於比中央區域較靠近基板W的半徑方向外側。如圖6所示，在低研磨率工序中，中央區域的研磨率低於外側區域的研磨率。如圖7所示，在高研磨率工序中，中央區域的研磨率高於外側區域的研磨率。

該等研磨率係可藉由研磨條件的參數來調整。研磨條件的參數係包含：藉由研磨頭10C所發生的條帶按壓力、研磨條帶2B的條帶張力、鄰接研磨頭10C所配置的導輥33的位置、研磨頭10C的按壓構件12朝向基板W的中心O1朝下方傾斜的角度、鄰接研磨頭10C所配置的導輥33的外徑、研磨頭10C的按壓構件12的長度、研磨頭10C的按壓構件12的硬度之中至少1個。

圖8係說明因條帶按壓力的不同所致之中央區域的研磨率的變化的圖。藉由研磨頭10C所發生的條帶按壓力係可藉由圖4所示之研磨頭致動器15來調整。若條帶按壓力F2大於條帶按壓力F1，以條帶按壓力F2研磨基板W時的中央區域的研磨率係高於以條帶按壓力F1研磨基板W的中央區域的研磨率。因此，高研磨率工序的研磨條件中的條帶按壓力係大於低研磨率工序的研磨條件中的條帶按壓力。

圖9係說明因條帶張力的不同所致之中央區域的研磨率的變化的圖。條帶張力係可藉由利用圖1所示之捲軸馬達36被供予至條帶放捲捲軸31的轉矩來調整。若條帶張力T2小於條帶張力T1，以條帶張力T2研磨基板W時的中央區域的研磨率係高於以條帶張力T1研磨基板W時的中央區域的研磨率。因此，高研磨率工序的研磨條件中的條帶張力係小於低研磨率工序的研磨條件中的條帶張力。

圖10係說明依鄰接研磨頭10C所配置的導輥33的位置的不同所致之中央區域的研磨率的變化的圖。鄰接研磨頭10C所配置的導輥33的位置係可藉由圖3所示之導輥位置調節機構40來調整。若高度H2高於高度H1，導輥33的位置在高度H2研磨基板W時的中央區域的研磨率係高於導輥33的位置在高度H1研磨基板W時的中央區域的研磨率。因此，高研磨率工序的研磨條件中鄰接研磨頭10C所配置的導輥33的位置係高於低研磨率工序的研磨條件中的導輥33的位置。

圖11係說明依研磨頭10C的按壓構件12的角度的不同所致之中央區域的研磨率的變化的圖。研磨頭10C的按壓構件12的角度係按壓構件12的按壓面12a對基板W的第1面5a的角度。研磨頭10C的按壓構件12的角度係可藉由圖4所示之傾斜機構17來調整。若研磨頭10C的按壓構件12朝向基板W的中心O1朝下方傾斜的角度α2（在圖11中，角度α2為0度）小於角度α1，以角度α2研磨基板W時的中央區域的研磨率係高於以角度α1研磨基板W時的中央區域的研磨率。因此，高研磨率工序的研磨條件中研磨頭10C的按壓構件12朝向基板W的中心O1朝下方傾斜的角度係小於低研磨率工序的研磨條件中研磨頭10C的按壓構件12朝向基板W的中心O1朝下方傾斜的角度。

圖12係說明因鄰接研磨頭10C所配置的導輥33的外徑的不同所致之中央區域的研磨率的變化的圖。若導輥33的軸心位於相同的位置，且導輥33的外徑D2大於導輥33的外徑D1時，以外徑D2研磨基板W時的中央區域的研磨率係高於以外徑D1研磨基板W時的中央區域的研磨率。因此，高研磨率工序的研磨條件中鄰接研磨頭10C所配置的導輥33的外徑係大於低研磨率工序的研磨條件中的導輥33的外徑。

圖13係說明因研磨頭10C的按壓構件12的長度的不同所致之中央區域的研磨率的變化的圖。若相較於長度L1，長度L2以朝向基板W的中心O1的方向為較長時，研磨頭10C的按壓構件12以長度L2研磨基板W時的中央區域的研磨率係高於以長度L1研磨基板W時的中央區域的研磨率。因此，相較於低研磨率工序的研磨條件中的研磨頭10C的按壓構件12的長度，高研磨率工序的研磨條件中的研磨頭10C的按壓構件12的長度係以朝向基板W的中心O1的方向為較長。研磨頭10C的按壓構件12的長度係沿著研磨條帶2B的長邊方向的長度。

此外，中央區域的研磨率亦依研磨頭10C的按壓構件12的硬度的不同而發生變化。按壓構件12的硬度係可藉由構成按壓構件12的材料來調整。研磨頭10C的按壓構件12的硬度低時的中央區域的研磨率係高於研磨頭10C的按壓構件12的硬度高時的中央區域的研磨率。因此，高研磨率工序的研磨條件中的研磨頭10C的按壓構件12的硬度係低於低研磨率工序的研磨條件中的研磨頭10C的按壓構件12的硬度。

圖14係顯示包含低研磨率工序與高研磨率工序的研磨工序中離基板W的中心O1的位置與研磨率的關係的圖表。藉由研磨頭10C研磨中央區域及外側區域的工序係如圖14所示，以中央區域與外側區域成為均一研磨率的方式，包含至少2個研磨工序，其係包含低研磨率工序、及高研磨率工序。藉由研磨頭10C所為之各研磨工序中的研磨條件係根據過去的基板的研磨結果的資料來決定。更具體而言，根據使上述研磨條件的各參數發生變化的過去的基板的研磨結果的資料，決定低研磨率工序及高研磨率工序中的研磨條件的參數。

圖15係顯示基板W的研磨工序的一實施形態的流程圖。在步驟1中，根據過去的基板的研磨結果的資料，決定藉由研磨頭10C所為之低研磨率工序及高研磨率工序中的研磨條件。在步驟2中，基板保持部20係一邊使基板W與研磨頭10A～10D相對作圓周運動，一邊使基板W以其軸心O1為中心作旋轉。

在步驟3中，藉由研磨頭10A、10B，將研磨條帶2A推壓至基板W的第1面5a，藉此研磨基板W。此外，藉由研磨頭10C、10D，將研磨條帶2B推壓至基板W的第1面5a，藉此研磨基板W。藉由研磨頭10C所為之研磨係以所決定的研磨條件執行低研磨率工序。

在步驟4中，一邊繼續藉由研磨頭10A、10B、10D所為之基板W的研磨，一邊進行藉由研磨頭10C所為之研磨，前述藉由研磨頭10C所為之研磨係以所決定的研磨條件執行高研磨率工序。亦即，藉由研磨頭10C所為之研磨係變更研磨條件而由低研磨率工序變更為高研磨率工序。藉此，基板W的中央區域與外側區域的研磨率成為均一，可以均一的研磨率研磨基板W的第1面5a的全體。在步驟5中，結束藉由研磨頭10A～10D所為之基板W的研磨。

在本實施形態中，藉由研磨頭10C所為之研磨係在低研磨率工序之後執行高研磨率工序，惟藉由研磨頭10C所為之研磨工序並非限定於本實施形態。在一實施形態中，藉由研磨頭10C所為之研磨亦可在高研磨率工序之後執行低研磨率工序。在其他實施形態中，藉由研磨頭10C所為之研磨工序亦可包含3個以上的研磨工序。例如，藉由研磨頭10C所為之研磨亦可在執行以不同的研磨條件所執行的2個低研磨率工序之後，執行1個高研磨率工序。

在圖15的步驟4中，將藉由研磨頭10C所為之研磨由低研磨率工序變更為高研磨率工序時，必須變更基板W研磨中可變更的研磨條件的參數。因此，基板W研磨中所變更的研磨條件的參數係在上述研磨條件的參數之中，包含藉由研磨頭10C所發生的條帶按壓力、研磨條帶2B的條帶張力、鄰接研磨頭10C所配置的導輥33的位置、研磨頭10C的按壓構件12朝向基板W的中心O1朝下方傾斜的角度之中的至少1個。

圖16係顯示低研磨率工序及高研磨率工序中的研磨條件的參數的一例的圖。低研磨率工序中的研磨條件係研磨頭10C的按壓構件12朝向基板W的中心O1朝下方傾斜的角度為角度α、藉由研磨頭10C所發生的條帶按壓力為條帶按壓力F1。高研磨率工序中的研磨條件係研磨頭10C的按壓構件12朝向基板W的中心O1朝下方傾斜的角度為角度α、藉由研磨頭10C所發生的條帶按壓力為大於條帶按壓力F1的條帶按壓力F2。條帶按壓力以外的研磨條件的參數係與低研磨率工序相同。在該例中，以研磨時間Y1進行低研磨率工序之後，以研磨時間Y2進行高研磨率工序。

在圖16所示之例中，將研磨頭10C的按壓構件12朝向基板W的中心O1朝下方傾斜的角度形成為角度α，藉此執行低研磨率工序。此外，將藉由研磨頭10C所發生的條帶按壓力變更為大於條帶按壓力F1的條帶按壓力F2，藉此執行高研磨率工序。結果，基板W的中央區域與外側區域的研磨率成為均一，可以均一的研磨率研磨基板W的第1面5a的全體。

低研磨率工序的研磨時間Y1及高研磨率工序的研磨時間Y2係藉由測試基板的研磨，來決定適當的研磨時間，作為一例。或者，亦可在高研磨率工序中，每隔預定的時間進行基板W的研磨輪廓的測定，取得適當的研磨輪廓時，即結束高研磨率工序。

圖16所示之低研磨率工序及高研磨率工序中的研磨條件的參數為一例，低研磨率工序及高研磨率工序中的研磨條件的參數亦可使用例如研磨條帶2B的條帶張力或鄰接研磨頭10C所配置的導輥33的位置等其他參數，或者亦可為包含其他參數的複數參數的組合。

圖17係顯示基板研磨裝置的其他實施形態的側面圖。未特別說明的本實施形態的基板研磨裝置的構成係與參照圖1至圖5所說明的基板研磨裝置的構成相同，因此省略其重複說明。本實施形態的基板研磨裝置係基板保持部60的構成與參照圖1至圖5所說明的實施形態不同，另外具備有使研磨頭10A～10D及研磨條帶供給機構30A、30B作圓周運動的平台(table)圓周運動機構70。

基板保持部60係具備有：可接觸基板W的周緣部的複數輥輪65；及用以使複數輥輪65以相同速度作旋轉的輥輪旋轉裝置（未圖示）。基板W係在其第1面5a朝下的狀態下，水平保持在基板保持部60。在本實施形態中係設有4個輥輪65，亦可設有5個或比5多的輥輪。

複數研磨頭10A～10D係配置在被保持在基板保持部60的基板W的下側。平台圓周運動機構70係配置在研磨頭10A～10D及研磨條帶供給機構30A、30B的下方。支持研磨頭10A、10B的支持構件18A、支持研磨頭10C、10D的支持構件18B、及研磨條帶供給機構30A、30B係連結於平台圓周運動機構70。

平台圓周運動機構70係具備有：平台馬達72、固定在平台馬達72的曲柄軸74、平台(table)81、基台82、及複數偏心接頭75。平台馬達72係配置在基台82的下側，且固定在基台82的下表面。曲柄軸74係貫穿基台82而朝上方延伸。平台81係連結於複數偏心接頭75及曲柄軸74。基台82係連接於複數偏心接頭75。平台81係透過複數偏心接頭75及曲柄軸74而連結於基台82。在圖17中係僅描繪2個偏心接頭75，惟平台圓周運動機構70係具備有至少2個偏心接頭75。

曲柄軸74的前端係由平台馬達72的軸心偏心距離e2。因此，若平台馬達72驅動，平台81係進行半徑e2的圓周運動。平台81係藉由複數偏心接頭75予以支持，因此平台81進行圓周運動時，平台81本身並不旋轉。複數偏心接頭75的偏心量係與平台81的偏心量相同。研磨頭10A～10D及研磨條帶供給機構30A、30B係固定在平台81。

若平台圓周運動機構70進行作動，研磨頭10A～10D及研磨條帶供給機構30A、30B係一體作圓周運動。因此，保持在基板保持部60的基板W與研磨頭10A～10D係相對作圓周運動。

基板保持部60的輥輪旋轉裝置及平台圓周運動機構70的平台馬達72係電性連接於動作控制部50。基板保持部60及平台圓周運動機構70的動作係藉由動作控制部50予以控制。

基板W係如下所示予以研磨。藉由基板保持部60，以複數輥輪65保持基板W的周緣部，且使基板W作旋轉。藉由平台圓周運動機構70，使研磨頭10A～10D及研磨條帶供給機構30A、30B一體作圓周運動，使基板W與研磨頭10A～10D相對作圓周運動。一邊藉由研磨條帶供給機構30A、30B，將研磨條帶2A、2B送至研磨頭10A～10D，研磨頭10A～10D的按壓構件12一邊將研磨條帶2A、2B推壓至基板W的第1面5a來研磨基板W的第1面5a。

在圖17所示之基板研磨裝置的複數研磨頭10A～10D之中，藉由研磨包含基板W的中心O1的區域的研磨頭10C所為之研磨工序係與參照圖6至圖16所說明的實施形態同樣地，包含以不同的研磨條件予以執行的至少2個研磨工序。更具體而言，藉由研磨頭10C所為之至少2個研磨工序係以中央區域與外側區域成為均一的研磨率的方式，包含至少2個研磨工序，其係包含低研磨率工序、及高研磨率工序。本實施形態之研磨工序係與參照圖6至圖16所說明的研磨工序相同，因此省略其重複說明。

上述實施形態係以本發明所屬技術領域中具有通常知識者可實施本發明為目的所記載者。上述實施形態之各種變形例若為該領域中具有通常知識者，自然可完成，本發明之技術思想亦可適用於其他實施形態。因此，本發明係以按照藉由申請專利範圍所定義的技術思想而定的最大範圍予以解釋，而非為限定於所記載的實施形態者。［產業上可利用性］

本發明係可利用在研磨晶圓等基板的基板研磨方法。

2A,2B:研磨條帶 5a:第1面 5b:第2面 10A,10B,10C,10D:研磨頭 12:按壓構件 13:按壓構件保持具 15:研磨頭致動器 16:研磨頭殼體 17:傾斜機構 17a:支軸 18A,18B:支持構件 20:基板保持部 25:輥輪 27:偏心軸 27a:第1軸部 27b:第2軸部 29:馬達 30A,30B:研磨條帶供給機構 31:條帶放捲捲軸 32:條帶收捲捲軸 33:導輥 36,37:捲軸馬達 40:導輥位置調節機構 43:可動軸 45:致動器 50:動作控制部 50a:記憶裝置 50b:運算裝置 60:基板保持部 65:輥輪 70:平台圓周運動機構 72:平台馬達 74:曲柄軸 75:偏心接頭 81:平台 82:基台 500:輥輪 502:研磨條帶 505A～505D:按壓構件 507:偏心軸 507a:第1軸部 507b:第2軸部 509:馬達 510:基板保持部 e,e1,e2:距離（半徑） O1:軸心（中心） CL,Z:箭號 CR:中央區域 D1,D2:外徑 F1,F2:條帶按壓力 H1,H2:高度 L1,L2:長度 T1,T2:條帶張力 Y1,Y2:研磨時間 W:基板 α,α1,α2:角度

圖1係顯示基板研磨裝置的一實施形態的側面圖。圖2係圖1所示之基板研磨裝置的上視圖。圖3係顯示導輥位置調節機構的一實施形態的示意圖。圖4係顯示研磨頭的一實施形態的側面圖。圖5係圖4所示之研磨頭的上視圖。圖6係顯示低研磨率工序中離基板的中心的位置與研磨率的關係的圖表。圖7係顯示高研磨率工序中離基板的中心的位置與研磨率的關係的圖表。圖8係說明因條帶按壓力的不同所致之中央區域的研磨率的變化的圖。圖9係說明因條帶張力的不同所致之中央區域的研磨率的變化的圖。圖10係說明因鄰接研磨頭所配置的導輥的位置的不同所致之中央區域的研磨率的變化的圖。圖11係說明因研磨頭的按壓構件的角度的不同所致之中央區域的研磨率的變化的圖。圖12係說明因鄰接研磨頭所配置的導輥的外徑的不同所致之中央區域的研磨率的變化的圖。圖13係說明因研磨頭的按壓構件的長度的不同所致之中央區域的研磨率的變化的圖。圖14係顯示包含低研磨率工序及高研磨率工序的研磨工序中離基板的中心的位置與研磨率的關係的圖表。圖15係顯示基板的研磨工序的一實施形態的流程圖。圖16係顯示低研磨率工序及高研磨率工序中的研磨條件的參數的一例的圖。圖17係顯示基板研磨裝置的其他實施形態的側面圖。圖18係習知的基板研磨裝置的上視圖。圖19係圖18所示之習知的基板研磨裝置的側面圖。

Claims

一種基板研磨方法，其係研磨基板的被研磨面的基板研磨方法，其係一邊使前述基板與研磨頭相對作圓周運動，一邊使前述基板以其軸心為中心作旋轉，且一邊將研磨條帶朝其長邊方向輸送，一邊藉由前述研磨頭將前述研磨條帶推壓至前述被研磨面，以研磨包含前述基板的中心的中央區域、及鄰接前述中央區域的外側區域，研磨前述中央區域及前述外側區域的工序係包含以不同的研磨條件予以執行的至少2個研磨工序，前述至少2個研磨工序係包含：以前述中央區域的研磨率低於前述外側區域的研磨率的研磨條件予以執行的低研磨率工序；及以前述中央區域的研磨率高於前述外側區域的研磨率的研磨條件予以執行的高研磨率工序。
如請求項1之基板研磨方法，其中，前述研磨條件的參數係包含以下之中至少1個：藉由前述研磨頭所發生的條帶按壓力、前述研磨條帶的條帶張力、導引鄰接前述研磨頭所配置的前述研磨條帶的導輥的位置、前述導輥的外徑、對前述基板按壓前述研磨條帶的前述研磨頭的按壓構件的長度、前述按壓構件朝向前述基板的中心朝下方傾斜的角度、前述按壓構件的硬度。
如請求項2之基板研磨方法，其中，前述高研磨率工序的研磨條件中的前述條帶按壓力係大於前述低研磨率工序的研磨條件中的前述條帶按壓力。
如請求項2之基板研磨方法，其中，前述高研磨率工序的研磨條件中的前述研磨條帶的條帶張力係小於前述低研磨率工序的研磨條件中的前述研磨條帶的條帶張力。
如請求項2之基板研磨方法，其中，前述高研磨率工序的研磨條件中的前述導輥的位置係高於前述低研磨率工序的研磨條件中的前述導輥的位置。
如請求項2之基板研磨方法，其中，前述高研磨率工序的研磨條件中的前述按壓構件朝向前述基板的中心朝下方傾斜的角度係小於前述低研磨率工序的研磨條件中的前述按壓構件朝向前述基板的中心朝下方傾斜的角度。