研磨裝置及研磨方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對(duì)晶圓等的基板進(jìn)行研磨的研磨裝置及研磨方法，特別涉及一種一邊對(duì)研磨的進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)視一邊研磨該基板的研磨裝置及研磨方法。
【背景技術(shù)】
[0002]化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)裝置是一種用于對(duì)晶圓等的基板進(jìn)行研磨的具有代表性的裝置。該CMP裝置一邊使研磨臺(tái)旋轉(zhuǎn)，一邊將研磨液供給到研磨臺(tái)上的研磨墊，進(jìn)一步將晶圓按壓在研磨墊上，從而在研磨液的存在下使晶圓與研磨墊滑動(dòng)接觸。晶圓的表面通過(guò)研磨液所包含的磨粒所產(chǎn)生的機(jī)械作用以及研磨液的化學(xué)成分所產(chǎn)生的化學(xué)作用而被研磨。
[0003]CMP裝置為了檢測(cè)出晶圓的研磨終點(diǎn)，一般具有研磨進(jìn)度監(jiān)視裝置。該研磨進(jìn)度監(jiān)視裝置有幾種，其中一種對(duì)使研磨臺(tái)旋轉(zhuǎn)的臺(tái)用電動(dòng)機(jī)的電流值進(jìn)行監(jiān)視的臺(tái)電流監(jiān)視裝置。該臺(tái)電流監(jiān)視裝置根據(jù)用于使研磨臺(tái)以預(yù)先設(shè)定的一定的速度旋轉(zhuǎn)所需要的臺(tái)用電動(dòng)機(jī)的電流值的變化，對(duì)晶圓研磨的進(jìn)度進(jìn)行檢測(cè)。晶圓通常具有由種類不同的多層膜構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)。若最上層的膜通過(guò)研磨處理被去除的話，則其下方的膜露出。作為結(jié)果，晶圓和研磨墊之間的摩擦力變化。該摩擦力的變化表現(xiàn)為使研磨臺(tái)旋轉(zhuǎn)的臺(tái)用電動(dòng)機(jī)的電流值的變化。因此，臺(tái)電流監(jiān)視裝置能夠根據(jù)臺(tái)用電動(dòng)機(jī)的電流值的變化，檢測(cè)出最上層的膜被去除。
[0004]在晶圓的最上層的膜、為導(dǎo)電膜的情況下，也有使用具有渦流傳感器的研磨進(jìn)度監(jiān)視裝置的情況。渦流傳感器的構(gòu)成為:使高頻的交流電流流過(guò)線圈，而使晶圓的導(dǎo)電膜感應(yīng)產(chǎn)生渦電流，根據(jù)由該渦電流的磁場(chǎng)而導(dǎo)致的阻抗的變化，對(duì)導(dǎo)電膜的厚度進(jìn)行檢測(cè)。渦流傳感器被埋設(shè)于研磨臺(tái)，研磨臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，一邊對(duì)晶圓的表面進(jìn)行掃描一邊取得膜厚信號(hào)。研磨進(jìn)度監(jiān)視裝置能夠根據(jù)該膜厚信號(hào)的變化來(lái)監(jiān)視晶圓的研磨進(jìn)度。
[0005]若一邊將晶圓按壓于研磨墊一邊在研磨液的存在下研磨晶圓的話，研磨液中的磨粒堆積于研磨墊的表面(研磨面)，進(jìn)一步壓碎研磨墊的微小的表面凹凸，研磨墊的研磨性能降低。因此，為了使研磨墊的表面再生，使用修整器。
[0006]修整器具有由微小的金剛石顆粒構(gòu)成的修整面。通過(guò)一邊使修整面旋轉(zhuǎn)一邊按壓研磨墊，且修整器沿著研磨墊的半徑方向搖動(dòng)，從而修整器稍微削去研磨墊的表面。由此，研磨墊的表面(研磨面)得以再生。使用了修整器的這種研磨墊的再生被稱為墊修整或者墊調(diào)整。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)I日本特開(kāi)2001-198813號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2日本特開(kāi)2011-647號(hào)公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)3日本特開(kāi)2009-287930號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明所要解決的課題
[0013]作為研磨進(jìn)度監(jiān)視裝置，使用上述的臺(tái)電流監(jiān)視裝置的情況下，有在晶圓的研磨過(guò)程中進(jìn)行墊修整的情況。該情況下，一邊研磨晶圓，一邊基于臺(tái)用電動(dòng)機(jī)的電流值對(duì)研磨進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)視。然而，在晶圓的研磨過(guò)程中，修整器在研磨墊上搖動(dòng)，因此由于該修整器的搖動(dòng)的影響，臺(tái)用電動(dòng)機(jī)的電流值變動(dòng)。因此，研磨進(jìn)度監(jiān)視裝置有無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確的研磨進(jìn)度監(jiān)視的情況。
[0014]又，使用了渦流傳感器的研磨進(jìn)度監(jiān)視裝置中，由晶圓的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致有如下的問(wèn)題。通常，在被研磨的晶圓上，在其表面上規(guī)則地形成有多個(gè)器件，在被研磨的最上層的膜之下存在金屬膜或金屬配線等的金屬結(jié)構(gòu)體。該金屬結(jié)構(gòu)體存在于各器件，并被規(guī)則地配置在一個(gè)晶圓內(nèi)。若渦流傳感器對(duì)這樣的晶圓的表面進(jìn)行掃描的話，則會(huì)被金屬結(jié)構(gòu)體的排列影響，渦流傳感器的膜厚信號(hào)發(fā)生變動(dòng)。因此，研磨進(jìn)度監(jiān)視裝置存在無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確的研磨進(jìn)度監(jiān)視的情況。
[0015]本發(fā)明是為了解決上述的問(wèn)題點(diǎn)而做出的，其目的在于提供一種能夠準(zhǔn)確地監(jiān)視研磨進(jìn)度的研磨裝置及研磨方法。
[0016]用于解決課題的手段
[0017]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方式是一種研磨裝置，其特征在于，包括:支持研磨墊的研磨臺(tái)；使所述研磨臺(tái)旋轉(zhuǎn)的臺(tái)用電動(dòng)機(jī)；頂環(huán)，所述頂環(huán)將基板按壓在所述研磨墊上并研磨該基板；修整器，所述修整器在所述基板的研磨過(guò)程中一邊在所述研磨墊上搖動(dòng)，一邊對(duì)所述研磨墊進(jìn)行修整；過(guò)濾裝置，所述過(guò)濾裝置將具有相當(dāng)于所述修整器的搖動(dòng)周期的頻率的振動(dòng)成分從所述臺(tái)用電動(dòng)機(jī)的輸出電流信號(hào)中去除；以及研磨監(jiān)視裝置，所述研磨監(jiān)視裝置基于去除了所述振動(dòng)成分的所述輸出電流信號(hào)，對(duì)所述基板的研磨的進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)視。
[0018]本發(fā)明的第二方式是一種研磨裝置，其特征在于，包括:支持研磨墊的研磨臺(tái)；使所述研磨臺(tái)旋轉(zhuǎn)的臺(tái)用電動(dòng)機(jī)；頂環(huán)，所述頂環(huán)將基板按壓在所述研磨墊上并搖動(dòng)；過(guò)濾裝置，所述過(guò)濾裝置將具有相當(dāng)于所述頂環(huán)的搖動(dòng)周期的頻率的振動(dòng)成分從所述臺(tái)用電動(dòng)機(jī)的輸出電流信號(hào)中去除；以及研磨監(jiān)視裝置，所述研磨監(jiān)視裝置基于去除了所述振動(dòng)成分的所述輸出電流信號(hào)，對(duì)所述基板的研磨的進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)視。
[0019]本發(fā)明的第三方式是一種研磨裝置，其特征在于，包括:支持研磨墊的研磨臺(tái)；使所述研磨臺(tái)旋轉(zhuǎn)的臺(tái)用電動(dòng)機(jī)；頂環(huán)，所述頂環(huán)將基板按壓在所述研磨墊上并研磨該基板；渦流傳感器，所述渦流傳感器對(duì)所述基板的表面進(jìn)行掃描，并取得根據(jù)該基板的膜厚而變化的膜厚信號(hào)；過(guò)濾裝置，所述過(guò)濾裝置將具有規(guī)定頻率的振動(dòng)成分從所述膜厚信號(hào)中去除；以及研磨監(jiān)視裝置，所述研磨監(jiān)視裝置基于去除了所述振動(dòng)成分的所述膜厚信號(hào)，對(duì)所述基板的研磨的進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)視。
[0020]本發(fā)明的第四方式是一種研磨方法，其特征在于:通過(guò)臺(tái)用電動(dòng)機(jī)使研磨臺(tái)旋轉(zhuǎn)，將基板按壓在所述研磨臺(tái)上的研磨墊上并研磨該基板，在所述基板的研磨過(guò)程中，使修整器在所述研磨墊上搖動(dòng)并對(duì)所述研磨墊進(jìn)行修整，將具有相當(dāng)于所述修整器的搖動(dòng)周期的頻率的振動(dòng)成分從所述臺(tái)用電動(dòng)機(jī)的輸出電流信號(hào)中去除，基于去除了所述振動(dòng)成分的所述輸出電流信號(hào)，對(duì)所述基板的研磨的進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)視。
[0021]本發(fā)明的第五方式是一種研磨方法，其特征在于:通過(guò)臺(tái)用電動(dòng)機(jī)使研磨臺(tái)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)頂環(huán)將基板按壓在所述研磨臺(tái)上的研磨墊上，并使所述頂環(huán)搖動(dòng)，將具有相當(dāng)于所述頂環(huán)的搖動(dòng)周期的頻率的振動(dòng)成分從所述臺(tái)用電動(dòng)機(jī)的輸出電流信號(hào)中去除，基于去除了所述振動(dòng)成分的所述輸出電流信號(hào)，對(duì)所述基板的研磨的進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)視。
[0022]本發(fā)明的第六方式是一種研磨方法，其特征在于:通過(guò)臺(tái)用電動(dòng)機(jī)使研磨臺(tái)旋轉(zhuǎn)，將基板按壓在所述研磨臺(tái)上的研磨墊上并研磨該基板，使渦流傳感器掃描所述基板的表面，取得根據(jù)該基板的膜厚而變化的膜厚信號(hào)，將具有規(guī)定頻率的振動(dòng)成分從所述膜厚信號(hào)中去除，基于去除了所述振動(dòng)成分的所述膜厚信號(hào)，對(duì)所述基板的研磨的進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)視
[0023]發(fā)明的效果
[0024]根據(jù)上述的第一方式及第四方式，由修整器的搖動(dòng)導(dǎo)致的振動(dòng)成分從臺(tái)用電動(dòng)機(jī)的輸出電流信號(hào)中被去除。因此，研磨監(jiān)視裝置能夠基于不包含振動(dòng)成分的輸出電流信號(hào)，對(duì)基板研磨的進(jìn)度進(jìn)行準(zhǔn)確地監(jiān)視。
[0025]根據(jù)上述的第二方式及第五方式，由頂環(huán)的搖動(dòng)導(dǎo)致的振動(dòng)成分從臺(tái)用電動(dòng)機(jī)的輸出電流信號(hào)中被去除。因此，研磨監(jiān)視裝置能夠基于不包含振動(dòng)成分的輸出電流信號(hào)，對(duì)基板研磨的進(jìn)度進(jìn)行準(zhǔn)確地監(jiān)視。
[0026]根據(jù)上述的第三方式及第六方式，由基板的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的振動(dòng)成分從臺(tái)用電動(dòng)機(jī)的膜厚信號(hào)中被去除。因此，研磨監(jiān)視裝置能夠基于不包含振動(dòng)成分的膜厚信號(hào)，對(duì)基板研磨的進(jìn)度進(jìn)行準(zhǔn)確地監(jiān)視。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是一實(shí)施方式所涉及的研磨裝置的立體圖。
[0028]圖2是示意性地示出研磨墊上的晶圓及修整器的俯視圖。
[0029]圖3是示出臺(tái)用電動(dòng)機(jī)的電流值的圖表。
[0030]圖4是示出去除了振動(dòng)成分的輸出電流信號(hào)的圖表。
[0031]圖5是示意性地示出另一實(shí)施方式所涉及的研磨裝置的剖面圖。
[0032]圖6是示出渦流傳感器的膜厚信號(hào)的圖表。
[0033]圖7是示出去除了振動(dòng)成分的膜厚信號(hào)的圖表。
[0034]圖8是示出禍流傳感器的示意圖。
[0035]圖9是示出圖8所示出的渦流傳感器中的傳感器線圈的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0036]圖10是示出渦流傳感器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]以下，參照附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是一實(shí)施方式所涉及的研磨裝置的立體圖。如圖1所示，研磨裝置具有:支持研磨墊I的研磨臺(tái)2 ;將作為基板的晶圓W按壓于研磨墊I上的頂環(huán)3 ;以及用于對(duì)研磨墊I供給研磨液(漿料)的研磨液供給噴嘴4。