[发明专利]抛光方法和抛光装置以及用于控制抛光装置的程序

说明书

技术领域

本发明涉及抛光(研磨)方法、用于抛光和修平诸如半导体晶片的衬底(工件)的表面的抛光装置以及用于控制该抛光装置的程序。

背景技术

在半导体器件制造过程中，诸如半导体晶片的衬底的处理通常成批进行。例如，当通过抛光装置抛光半导体晶片时，多个半导体晶片(一批)放置在一盒子中，并且该盒子被装载于抛光装置中，以便进行各晶片的抛光。

半导体器件通常经由多个工序(加工步骤)制造。因此，与整个加工管理相关，抛光装置在一段时间中未装载诸如半导体晶片的衬底。在该时间段中，抛光装置进入为下一个抛光操作做准备的空转/空载运行(待机运行)状态。在该空转时期中，向附着于抛光台上的抛光垫(抛光布)供给纯水是一般惯例，以防止抛光垫的表面(抛光表面)变干。

发明内容

当其中容纳有衬底的盒子装载到抛光装置中时，诸如半导体晶片的衬底的抛光在空转后被重新开始(继续)。因为供给纯水和不进行抛光，空转后的抛光垫的表面(抛光表面)的温度降低。如果在这种降低的温度下进行抛光，抛光速度将很低。此外，一些抛光浆料的物理特性是疏水的。当使用这种疏水浆料时，必须在空转之后和重新开始抛光之前利用浆料润湿抛光垫。因此，在诸如半导体晶片的衬底的实际磨光之前，利用抛光装置进行数个假晶片(非产品晶片)的抛光并同时向抛光装置的抛光表面供给浆料是一般惯例，以使抛光垫表面达到所需的温度并且利用浆料润湿抛光垫，因而使抛光垫达到适于抛光的最佳状态。

然而，这种假晶片是可消耗的，并且在重新开始衬底的抛光之前，抛光装置的每个空转运行之后可能消耗大约5个假晶片。因此，假晶片的成本是个问题。此外，必须为假晶片提供盒子并确保在抛光装置中装载盒子的空间。这妨碍了抛光装置的占地面积的减少。

设置在抛光装置中以保持诸如半导体晶片的衬底的顶圈是已知的，该顶圈包括与衬底相对的多个独立压力室。通常每个压力室设有例如橡胶的弹性体。该压力室可以通过将气体供给到该室内进行加压，以膨胀和收缩弹性体，并因此压靠在衬底上。这种顶圈具有以下缺陷，即在顶圈长期使用后，弹性体随着时间变化而硬化(恶化)，导致当通过向压力室内部施加预定气体压力而对压力室加压时弹性体较小程度地膨胀和收缩。

抛光垫的表面(抛光表面)具有一定的光洁度，以用于诸如半导体晶片的衬底的表面的抛光。然而，随着抛光垫的长期使用，该表面光洁度降低，即使当对抛光垫的表面进行修整时，该一定的表面光洁度也可能不会恢复。在耗尽之前，这种抛光垫需要用新的抛光垫进行替换。

本发明鉴于背景技术中的上述情况而提出。因此，本发明的目的是提供一种抛光方法、抛光装置和用于控制该抛光装置的程序，其可在重新开始抛光之前使抛光表面达到适于抛光的最佳状态，而不需要使用假晶片等，因此省去了假晶片等的成本。

为了实现该目的，本发明提供一种抛光方法，其包括：在抛光休止时间段(时期)中进行待机运行；在待机运行完成之后，通过在向抛光表面供给抛光液体的同时修整抛光表面进行抛光准备过程；以及在抛光准备过程完成之后开始工件的抛光。

通过在待机运行完成之后在向抛光表面供给抛光液体的同时修整抛光表面进行抛光准备过程，可以使抛光表面达到所需的温度并利用抛光液体(浆料)润湿抛光表面，因此使抛光表面达到适于抛光的最佳状态，而不需要使用假晶片等。这里，修整指进行用于抛光表面的修整和具有抛光表面的抛光垫等的清洗的过程。修整过程通常在衬底抛光之后和下一个衬底开始抛光之前通过在将修整器压靠在抛光表面上的同时使它们彼此相对移动并向抛光表面供给纯水而进行。

优选地，在待机运行期间将纯水供给到抛光表面。

这可以在待机运行期间防止抛光表面的干燥。

根据本发明的一优选方面，基于待机运行的总运行时间或待机运行的总有效次数确定是否在待机运行完成之后进行抛光准备过程。

这使得可以仅仅当需要时才进行抛光准备过程。

优选地，在待机运行期间进行抛光表面的修整。

通过在待机运行期间进行抛光表面的修整可以延长抛光表面的修整时间。这能够实现抛光表面的充分修整，从而延长具有抛光表面的抛光垫等的寿命。

根据本发明的一优选方面，在待机运行期间，通过弹性体将工件压靠在抛光表面上的顶圈的压力室被内部加压。

在待机运行期间，通过对顶圈的压力室加压使弹性体强制收缩/膨胀。这可防止弹性体随着时间的变化硬化(恶化)，因此防止弹性体收缩/膨胀的不足。