研磨裝置及研磨方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用具有保持環(huán)的基板保持部件將基板按壓到研磨墊上并對基板進行研磨的研磨裝置及研磨方法。
【背景技術】
[0002]在研磨裝置中，使基板保持在基板保持部件上并使其旋轉，將基板按壓到旋轉的研磨墊上而對基板的表面進行研磨。此時，為了防止基板脫離研磨位置，而在基板保持部件上設置將研磨中的基板包圍的保持環(huán)。保持環(huán)將被按壓到研磨墊上的基板包圍，并且其自身底面也被按壓到研磨墊。此時，保持環(huán)的底面相對于研磨墊的按壓力會影響到基板邊緣部的研磨外形。
[0003]但是，即使是保持環(huán)相對于研磨墊的按壓力設定為規(guī)定值而對基板進行研磨的情況下，因保持環(huán)的底面的三維形狀，基板邊緣部有時不形成所期望的研磨外形。這被認為是這樣的緣故:即使將保持環(huán)的按壓力設為規(guī)定的壓力，在基板邊緣部的附近保持環(huán)相對于研磨墊的按壓力也因保持環(huán)的底面的三維形狀而有所不同，研磨墊的回彈狀態(tài)有所不同。
[0004]另外，由于每個保持環(huán)的底面的三維形狀因制造保持環(huán)時機械加工時的精度條件而產生偏差，因此，當將保持環(huán)更換為新的保持環(huán)時，有時無法重現(xiàn)更換前的研磨外形。對于保持環(huán)的內周面形狀，一般我們知道，使用中的經時變化也會影響研磨外形，尤其會影響邊緣附近的研磨外形。
[0005]作為用于解決這種問題的方法，以往，采用了這樣的方法:通過實體機器下的模擬基板的研磨所進行的保持環(huán)的磨合(日文<夕O )，而使保持環(huán)的底面的三維形狀一致的方法；以及利用機械加工而將保持環(huán)的底面預先加工成磨合結束后的三維形狀的方法等。
[0006]在先技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2006-128582號公報
[0009]專利文獻2:日本特開2001-060572號公報
[0010]專利文獻3:日本專利第4689367號公報
[0011]但是，對于以往的方法，有如下問題。首先，由于必須提高保持環(huán)的加工精度，因此成本就會上升。另外，當進行磨合時，裝置的運轉率就下降，也耗費模擬基板和漿料等的成本。此外，在半導體制造現(xiàn)場，有時根據(jù)產品的種類而改變研磨條件，但是，對于保持環(huán)的底面的三維形狀，嚴格來說，因處理種類和研磨條件而變化，因此，實際上難以嚴格控制形狀。

【發(fā)明內容】

[0012]發(fā)明所要解決的問題
[0013]本發(fā)明鑒于上述問題而作出，其目的在于提供一種研磨裝置及研磨方法，其抑制基板保持部件的保持環(huán)的形狀因每個保持環(huán)的偏差和經時變化而引起的外形的重現(xiàn)性下降。
[0014]用于解決問題的手段
[0015]本發(fā)明的研磨裝置包括:基板保持部件，該基板保持部件將基板按壓到研磨墊，并具有將被按壓在所述研磨墊上的所述基板包圍的保持環(huán)；測定單元，該測定單元對所述保持環(huán)的表面形狀進行測定；以及控制部，該控制部基于由所述測定單元測定的所述保持環(huán)的表面形狀，來決定所述基板的研磨條件。根據(jù)該結構，由于可對保持環(huán)的表面形狀進行測定并據(jù)此來決定基板的研磨條件，因此，可減少保持環(huán)的表面形狀的偏差和經時變化所帶來的影響。
[0016]上述的研磨裝置還可以具有基板交接單元，該基板交接單元用于將所述基板裝載到所述基板保持部件上、和/或將所述基板從所述基板保持部件上卸載，所述測定單元也可是，當在所述基板保持部件與所述基板交接單元之間交接所述基板時對所述保持環(huán)的表面形狀進行測定。根據(jù)該結構，由于在基板交接單元中對保持環(huán)的表面形狀進行測定，因此，每當更換一張或多張基板時就可測定保持環(huán)的表面形狀。
[0017]在上述的研磨裝置中，所述測定單元也可對所述保持環(huán)的底面形狀進行測定。根據(jù)該結構，可減少制造保持環(huán)時的機械加工時精度條件所產生的每各保持環(huán)的底面形狀的偏差對研磨外形造成的影響。
[0018]在上述的研磨裝置中，所述測定單元也可對所述保持環(huán)的底面直徑整體進行測定。
[0019]根據(jù)該結構，可測定保持環(huán)的底面徑向的整體形狀。
[0020]在上述的研磨裝置中，所述測定單元也可對所述保持環(huán)的底面徑向的內周側一半以上的部分的形狀進行測定。
[0021]根據(jù)該結構，可測定保持環(huán)的底面徑向的內周側一半的部分的形狀。
[0022]在上述的研磨裝置中，所述測定單元也可對所述保持環(huán)的內周面形狀進行測定。根據(jù)該結構，可抑制基板因使用而處于保持環(huán)的內周面且形狀產生經時變化而對研磨外形造成的影響。
[0023]在上述的研磨裝置中，所述測定單元也可是超聲波傳感器、渦電流傳感器、光傳感器或接觸式傳感器中的任何一種。根據(jù)該結構，可較佳地測定保持環(huán)的表面形狀。
[0024]在上述的研磨裝置中，所述基板交接單元也可具有對所述保持環(huán)的底面一部分進行支撐的支撐部，所述測定單元也可對將底面一部分支撐于所述支撐部的所述保持環(huán)的表面形狀進行測定。根據(jù)該結構，可測定底面被保持于支撐部的狀態(tài)的保持環(huán)的表面形狀。
[0025]在上述的研磨裝置中，所述支撐部也可具有缺口部，所述測定單元也可配置于所述缺口部并對所述保持環(huán)的底面形狀進行測定。根據(jù)該結構，可測定底面被保持于支撐部的狀態(tài)下的保持環(huán)的底面形狀。
[0026]在上述的研磨裝置，所述測定單元也可對所述保持環(huán)的底面徑向的形狀進行測定。根據(jù)該結構，可測定保持環(huán)的底面徑向的形狀的偏差。
[0027]在上述的研磨裝置中，所述測定單元也可通過一邊沿所述保持環(huán)的徑向移動一邊進行測定，來測定所述保持環(huán)的徑向的形狀。根據(jù)該結構，能夠通過對小的傳感范圍進行掃描來測定保持環(huán)的底面徑向的形狀。
[0028]在上述的研磨裝置中，所述測定單元也可是沿所述保持環(huán)的徑向延伸的線性傳感器或區(qū)域傳感器。根據(jù)該結構，也可高速測定保持環(huán)的底面徑向的形狀。
[0029]在上述的研磨裝置中，多個所述測定單元也可沿所述保持環(huán)的徑向排列配置。根據(jù)該結構，也可高速測定保持環(huán)的底面徑向的形狀。
[0030]在上述的研磨裝置中，多個所述測定單元也可沿所述保持環(huán)的周向排列配置。根據(jù)該結構，可測定保持環(huán)的底面周向的形狀。
[0031]在上述的研磨裝置中，所述控制部也可基于所述測定單元的測定結果而對所述保持環(huán)的傾斜進行修正。根據(jù)該結構，可修正保持于基板保持部件的保持環(huán)的傾斜。
[0032]上述的研磨裝置還可以具有將所述保持環(huán)的要測定的表面上的附著物予以去除的清潔單元。根據(jù)該結構，由于保持環(huán)的表面被清潔，因此，可獲得精度高的測定結果。
[0033]上述的研磨裝置還可以具有將所述測定單元上的附著物予以去除的清潔單元。根據(jù)該結構，由于傳感器被清潔，因此，可獲得精度高的測定結果。
[0034]上述的研磨裝置還可以具有:溫度檢測單元，該溫度檢測單元對所述保持環(huán)的要測定的表面溫度進行測定；以及冷卻單元，該冷卻單元基于所述溫度檢測單元所檢測出的溫度，而對所述保持環(huán)進行冷卻，以使所述保持環(huán)的要測定的表面溫度為恒定。根據(jù)該結構，由于保持環(huán)的溫度得到控制，因此，保持環(huán)的表面形狀的測定穩(wěn)定。
[0035]上述的研磨裝置也可還具有校正用環(huán)，所述控制部也可基于所述測定單元對所述校正用環(huán)的表面形狀進行測定后的結果，而校正所述保持環(huán)的表面形狀的測定結果。根據(jù)該結構，可自動校正傳感器的檢測值。
[0036]在上述的研磨裝置中，所述校正用環(huán)的要測定的表面的平面度也可以是5 μπι以下。
[0037]根據(jù)該結構，可高精度地進行傳感器的校正。
[0038]在上述的研磨裝置中，所述基板保持部件也可以是能夠旋轉的，所述控制部也可以是，當在測定所述保持環(huán)的表面形狀時，通過控制所述基板保持部件的旋轉相位，從而使所述測定單元和所述保持環(huán)成為規(guī)定的位置關系。
[0039]根據(jù)該結構，在保持環(huán)上形成有槽的情況下，也可測定無槽的部位、或有槽的部位的任意部位的表面形狀。
[0040]本發(fā)明的研磨方法包含如下步驟:研磨步驟，在該研磨步驟中，在利用保持環(huán)包圍基板并將該基板按壓到研磨墊的狀態(tài)下，使所述基板和所述研磨墊相對移動，由此對所述基板進行研磨；測定步驟，在該測定步驟中，對所述保持環(huán)的表面形狀進行測定；以及控制步驟，在該控制步驟中，基于由所述測定步驟測定的所述保持環(huán)的表面形狀，而決定所述研磨步驟中的研磨條件，所述研磨步驟根據(jù)由所述控制步驟決定的所述研磨條件而對所述基板進行研磨。根據(jù)該結構，由于測定保持環(huán)的表面形狀并據(jù)此來決定基板的研磨條件，因此，可減少保持環(huán)的表面形狀的偏差和經時變化所帶來的影響。
[0041]發(fā)明效果
[0042]根據(jù)本發(fā)明，由于對保持環(huán)的表面形狀進行測定而基于此來決定基板的研磨條件，所以能夠減低保持環(huán)的表面形狀的偏差或經時變化所帶來的影響。
【附圖說明】
[0043]圖1是表示本發(fā)明的實施方式的研磨裝置整體結構的概略圖。
[0044]圖2是本發(fā)明的實施方式的研磨頭的示意剖視圖。
[0045]圖3是示意地表示實施方式的研磨頭和推桿的俯視圖。
[0046]圖4是本發(fā)明的實施方式的圖3的A-A剖視圖。
[0047]圖5是本發(fā)明的實施方式的圖3的B-B剖視圖。
[0048]圖6是表示本發(fā)明的實施方式的測定單元的變形例的剖視圖。
[0049]圖7是表示本發(fā)明的實施方式的測定單元的變形例的剖視圖。
[0050]圖8是表示本發(fā)明的實施方式的測定單元的變形例的剖視圖。
[0051]圖9是表示本發(fā)明的實施方式的測定單元的變形例的剖視圖。
[0052]圖10是表示本發(fā)明的實施方式的設置于推桿的基準環(huán)的俯視圖。
[0053]圖11是本發(fā)明的實施方式的圖10的C-C剖視圖。
[0054]符號說明
[0055]I 研磨頭(基板保持裝置)
[0056]2 研磨頭主體
[0057]3 擋環(huán)
[0058]4 彈性膜(膜片)
[0059]4a 隔壁<