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公開番号2024161938
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-21
出願番号2023077012
出願日2023-05-09
発明の名称研磨装置および研磨方法
出願人株式会社荏原製作所
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B24B 37/30 20120101AFI20241114BHJP(研削;研磨)
要約【課題】複雑な機構を有することなく、複数の押圧アクチュエータのそれぞれを制御して、基板の膜厚プロファイルを精度よく制御することができる研磨装置が提供される。
【解決手段】研磨装置1は、研磨構造体20と、研磨ヘッド10と、所定の回転角度の範囲内で研磨ヘッド10を回転させるヘッド回転機構15と、を備えている。研磨ヘッド10は、複数の押圧アクチュエータ11を備えている。研磨構造体20は、研磨テーブル21、または研磨ベルト60を備えている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
研磨面を有する研磨構造体と、
基板を前記研磨面に押し付ける研磨ヘッドと、
所定の回転角度の範囲内で前記研磨ヘッドを回転させるヘッド回転機構と、を備え、
前記研磨ヘッドは、そのアクチュエータ保持面の全体に敷き詰められ、かつ前記基板の特定部位を独立して押圧する複数の押圧アクチュエータを備えており、
前記研磨構造体は、円軌道に沿って並進運動するスクロール式の研磨テーブル、または進行方向に沿って直線運動する研磨ベルトを備えている、研磨装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記複数の押圧アクチュエータは、前記基板に押圧力を付与する複数のエアバッグを備えており、
前記複数のエアバッグは、複数の流体供給ラインに接続されている、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記複数の押圧アクチュエータは、前記基板に押圧力を付与する複数の圧電素子を備えており、
前記複数の圧電素子は、前記複数の圧電素子の動作を制御するための複数の制御ラインに接続されている、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記研磨構造体が前記研磨テーブルである場合、前記研磨装置は、前記研磨テーブルに形成された流通孔を通じて、液体を前記研磨面に供給する液体供給ノズルを備えている、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記複数の押圧アクチュエータは、
前記基板に押圧力を付与し、かつ複数の流体供給ラインに接続された複数のエアバッグと、
前記基板に押圧力を付与し、かつ複数の制御ラインに接続された複数の圧電素子と、を備えている、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項６】
前記研磨装置は、前記複数の押圧アクチュエータの動作を制御する各種装置を収容する制御ボックスを備えており、
前記制御ボックスは、前記研磨ヘッドとともに、回転する、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項７】
前記ヘッド回転機構は、所定の回転角度の範囲内で前記研磨ヘッドを往復回転させる、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項８】
前記ヘッド回転機構は、
モータと、
前記モータに接続されたモータプーリと、
前記研磨ヘッドの外周面に形成された歯車と、
前記モータプーリと前記歯車との間に掛け渡されたタイミングベルトと、を備えている、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項９】
前記研磨装置は、前記基板の被研磨面の膜厚プロファイルに基づいて、前記複数の押圧アクチュエータのそれぞれの動作を制御する制御装置を備えており、
前記制御装置は、現在の膜厚プロファイルと目標の膜厚プロファイルとの比較結果に基づいて、前記基板の特定部位を特定し、前記基板の特定部位に対応する対象押圧アクチュエータを決定する、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項１０】
円軌道に沿って並進運動するスクロール式の研磨テーブル、または進行方向に沿って直線運動する研磨ベルトを備える研磨構造体を動作させ、
研磨ヘッドのアクチュエータ保持面の全体に敷き詰められ、かつ基板の特定部位を独立して押圧する複数の押圧アクチュエータを動作させて、前記基板の特定部位を前記研磨構造体の研磨面に押し付け、
所定の回転角度の範囲内で前記研磨ヘッドを回転させる、研磨方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨装置および研磨方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造では、基板の一例であるウェハ上に様々な種類の膜が形成される。配線・コンタクトの形成工程では、成膜工程の後には、膜の不要な部分や表面凹凸を除去するために、ウェハが研磨される。化学機械研磨（ＣＭＰ）は、ウェハを研磨するための代表的な技術である。
【０００３】
ＣＭＰは、研磨液を研磨面上に供給しながら、ウェハを研磨面に摺接させることにより行われる。ウェハに形成された膜は、研磨液に含まれる砥粒または研磨パッドによる機械的作用と、研磨液の化学成分による化学的作用との複合により研磨される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－１１２７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＣＭＰでは、ウェハを全面に亘って均一に研磨する技術を磨いてきたが、微細化が進むにつれて、研磨後のウェハの膜厚のばらつきをより一層、低減することが求められている。このような要求に対して、特許文献１は、複数のアクチュエータ（圧電素子など）を有する研磨ヘッドを開示している。研磨ヘッドは、各アクチュエータの動作を制御することにより、ウェハの複数の領域に対して個別に押付力を付与して、ウェハの膜厚プロファイルを制御する。
【０００６】
しかしながら、各アクチュエータの動作を制御するために、複数のアクチュエータのそれぞれに対して、配線を接続する必要がある。特に、より精度よく膜厚プロファイルを制御するためには、多数のアクチュエータを配置する必要があるが、配線の数はアクチュエータの数に応じて、多くなる。
【０００７】
一般的な研磨装置では、ウェハの被研磨面全体における相対速度を均一にするために、研磨ヘッドを研磨テーブルと同一の回転方向に連続的に回転させる必要がある。しかしながら、多数の配線を接続した状態で、研磨ヘッドを回転させることは困難である。
【０００８】
このような問題を解決するために、継手（例えば、ロータリーコネクタ）を各配線に接続したり、各アクチュエータを無線通信手段によって制御する方法が考えられる。しかしながら、このような方法では、機構が複雑になり、結果として、装置全体のサイズが大きくなったり、コストが増大するという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、複雑な機構を有することなく、複数の押圧アクチュエータのそれぞれを制御して、基板の膜厚プロファイルを精度よく制御することができる研磨装置および研磨方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一態様では、研磨面を有する研磨構造体と、基板を前記研磨面に押し付ける研磨ヘッドと、所定の回転角度の範囲内で前記研磨ヘッドを回転させるヘッド回転機構と、を備える研磨装置が提供される。前記研磨ヘッドは、そのアクチュエータ保持面の全体に敷き詰められ、かつ前記基板の特定部位を独立して押圧する複数の押圧アクチュエータを備えており、前記研磨構造体は、円軌道に沿って並進運動するスクロール式の研磨テーブル、または進行方向に沿って直線運動する研磨ベルトを備えている。
（【００１１】以降は省略されています）

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