研磨方法及研磨装置与流程

    技术2025-10-20  6


    本发明关于一种使流体从晶片等工件的上表面流出而研磨工件的技术。


    背景技术:

    1、化学机械研磨(cmp)是一边向研磨面上供给研磨液,一边将工件按压于研磨面,在研磨液存在下使工件与研磨面滑动接触,由此来研磨工件表面的技术。在工件研磨中,工件被研磨头按压于研磨面。利用研磨液的化学性作用以及研磨液中所含的研磨粒和/或研磨垫的机械性作用,从而使工件的表面平坦化。

    2、图22是示意性地表示研磨头100的剖视图。研磨头100具有与作为工件的一例的晶片w1的上表面接触的弹性膜110。该弹性膜110具有形成多个压力室101~104的形状,各个压力室101~104内的压力可以独立地调节。因此,研磨头100能够以不同的力按压与这些压力室101~104对应的晶片w1的多个区域,并能够达成晶片w1所希望的膜厚轮廓。

    3、当晶片w1的研磨结束时,将研磨后的晶片w1通过输送装置输送至下一个工序。如图23所示,下一个晶片w2通过输送装置搬运至研磨头100下方的交接位置。同时,研磨头100由从清洗喷嘴115供给的液体(例如纯水)清洗,从研磨头100除去研磨液、研磨屑。而后,下一个晶片w2被研磨头100保持,并通过研磨头100输送至研磨面的上方位置。晶片w2由研磨头100按压于研磨面,并在研磨液存在下被研磨。

    4、因此,如图24所示,在晶片w2的上表面与研磨头100的弹性膜110之间有被使用于清洗研磨头100的液体、或空气等的流体q存在。当在晶片w2的上表面与研磨头100之间有流体q存在时,研磨头100无法对与压力室101~104对应的晶片w2的多个区域适当地施力。例如,当流体q遍及多个压力室地扩散时,相邻的压力室内的压力会传导至流体q,导致不希望的力施加于晶片w2。

    5、因此,有一种技术,在研磨晶片w2之前,通过从中央侧朝向外侧依序对压力室101~104加压,由此使流体q流至外侧并从晶片w2排出。根据该技术,可期待研磨头100能够对晶片w2适当施力。

    6、现有技术文献

    7、专利文献

    8、专利文献1:日本特开2020-131414号公报

    9、发明要解决的技术问题

    10、但是,如图25及图26所示,在对位于内侧的压力室101加压后,当加压位于外侧的压力室102时,压力室101与压力室102之间成为弹性膜110的膨胀不均衡的状态,弹性膜110的底部朝向压力室102拉伸。伴随与此,施加于形成压力室101的弹性膜110底部的压力降低,存在流体q朝向压力室101逆流的情况。


    技术实现思路

    1、于是,本发明提供一种研磨方法及研磨装置,能够抑制流体残留于工件的上表面,并且能够对工件施加适当的力来研磨工件。

    2、用于解决技术问题的技术手段

    3、在一个方式中,提供一种研磨方法,使用具有由弹性膜形成的多个压力室的研磨头对工件进行研磨,其中,所述多个压力室包含第一压力室和第二压力室,该第二压力室邻接于所述第一压力室的外侧,对所述第一压力室加压,使存在于所述工件的上表面与所述第一压力室之间的流体向外侧移动,在所述第一压力室内形成了第一目标压力以上的压力的状态下,对所述第二压力室加压而在所述第二压力室内形成比所述第一目标压力低的压力,由此使存在于所述工件的上表面与所述第二压力室之间的流体向外侧移动,在使所述流体从所述工件的上表面流出后,通过所述弹性膜将所述工件的下表面按压于研磨面,对所述工件的所述下表面进行研磨。

    4、在一个方式中,对所述第一压力室加压的工序是对所述第一压力室加压而在所述第一压力室内形成比所述第一目标压力低的第一初始压力的工序,在所述第一压力室内形成了所述第一初始压力后,使所述第一压力室内的压力从所述第一初始压力增加至所述第一目标压力。

    5、在一个方式中,使所述第一压力室内的压力从所述第一初始压力增加至所述第一目标压力的动作在开始对所述第二压力室加压的同时或之前开始。

    6、在一个方式中,对所述第一压力室加压的工序是对所述第一压力室加压而在所述第一压力室内形成所述第一目标压力的工序,在所述第二压力室内形成比所述第一目标压力低的所述压力的工序是在所述第一压力室内形成了第一目标压力以上的压力的状态下,对所述第二压力室加压而在所述第二压力室内形成比所述第一目标压力低的第二目标压力的工序。

    7、在一个方式中,所述多个压力室还包含第三压力室,该第三压力室邻接于所述第二压力室的外侧,比所述第一目标压力低的所述第二压力室内的所述压力是比所述第一目标压力低的第二初始压力,所述研磨方法进一步包含:使所述第二压力室内的压力从所述第二初始压力增加至第二目标压力,同时使所述第一压力室内的压力从所述第一目标压力降低,在所述第二压力室内形成了所述第二目标压力的状态下,对所述第三压力室加压而在所述第三压力室内形成比所述第二目标压力低的压力,由此使存在于所述工件的上表面与所述第三压力室之间的流体向外侧移动。

    8、在一个方式中,提供一种研磨装置,对工件进行研磨,其中,具备:研磨台,该研磨台支承具有研磨面的研磨垫;研磨头,该研磨头具有由弹性膜形成的多个压力室,并通过所述弹性膜将所述工件按压于所述研磨面;以及压力控制系统,该压力控制系统构成为控制所述多个压力室内的压力,所述多个压力室包含第一压力室和第二压力室,该第二压力室邻接于所述第一压力室的外侧,所述压力控制系统构成为,对所述第一压力室加压,使存在于所述工件的上表面与所述第一压力室之间的流体向外侧移动,在所述第一压力室内形成了第一目标压力以上的压力的状态下,对所述第二压力室加压而在所述第二压力室内形成比所述第一目标压力低的压力,由此使存在于所述工件的上表面与所述第二压力室之间的流体向外侧移动,在使所述流体从所述工件的上表面流出后,对所述多个压力室加压,通过所述弹性膜将所述工件的下表面按压于所述研磨面,对所述工件的所述下表面进行研磨。

    9、在一个方式中,所述压力控制系统构成为,对所述第一压力室加压而在所述第一压力室内形成比所述第一目标压力低的第一初始压力,使所述第一压力室内的压力从所述第一初始压力增加至所述第一目标压力。

    10、在一个方式中,所述压力控制系统构成为,使所述第一压力室内的压力从所述第一初始压力增加至所述第一目标压力的动作在开始对所述第二压力室加压的同时或之前开始。

    11、在一个方式中,所述压力控制系统构成为,对所述第一压力室加压而在所述第一压力室内形成所述第一目标压力,在所述第一压力室内形成了第一目标压力以上的压力的状态下,对所述第二压力室加压而在所述第二压力室内形成比所述第一目标压力低的第二目标压力。

    12、在一个方式中,所述多个压力室还包含第三压力室,该第三压力室邻接于所述第二压力室的外侧,比所述第一目标压力低的所述第二压力室内的所述压力是比所述第一目标压力低的第二初始压力,所述压力控制系统构成为,使所述第二压力室内的压力从所述第二初始压力增加至第二目标压力,同时使所述第一压力室内的压力从所述第一目标压力降低,在所述第二压力室内形成了所述第二目标压力的状态下,对所述第三压力室加压而在所述第三压力室内形成比所述第二目标压力低的压力,由此使存在于所述工件的上表面与所述第三压力室之间的流体向外侧移动。

    13、发明效果

    14、根据本发明,能够提供一种研磨方法及研磨装置,能够抑制流体残留于工件的上表面并对工件施加适当的力来研磨工件。


    技术特征:

    1.一种研磨方法,使用具有由弹性膜形成的多个压力室的研磨头对工件进行研磨,其特征在于,

    2.根据权利要求1所述的研磨方法,其特征在于,

    3.根据权利要求2所述的研磨方法,其特征在于,

    4.根据权利要求1所述的研磨方法,其特征在于,

    5.根据权利要求2所述的研磨方法,其特征在于,

    6.一种研磨装置,对工件进行研磨,其特征在于,具备:

    7.根据权利要求6所述的研磨装置,其特征在于,

    8.根据权利要求7所述的研磨装置,其特征在于,

    9.根据权利要求6所述的研磨装置,其特征在于,

    10.根据权利要求7所述的研磨装置,其特征在于,


    技术总结
    提供一种可抑制流体残留于工件的上表面,可将适当的力施加于工件来研磨工件的研磨方法及研磨装置。本研磨方法是,对第一压力室(25A)加压而使存在于工件(W)上表面与压力室(25A)之间的流体(Q)向外侧移动,并在压力室(25A)内形成了目标压力(TP1)以上的压力的状态下,对压力室(25B)加压,在压力室(25B)内形成比目标压力(TP1)低的压力(IP2),由此使存在于工件(W)上表面与压力室(25B)之间的流体(Q)向外侧移动,在使流体(Q)从工件(W)排出之后,研磨工件(W)。

    技术研发人员:大和田朋子,锅谷治
    受保护的技术使用者:株式会社荏原制作所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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