工件研磨方法及工件研磨装置制造方法及图纸

提供一种高精度地进行工件的研磨量的控制的工件研磨方法。一种工件研磨方法，将设置于载板（30）上的工件（20）用分别设置有研磨垫（60a、60b）的上平台（50a）和下平台（50b）夹住，其中工件（20）保持于在从载板（30）的中心离开的位置具有中心的保持孔（40）中，通过驱动机构使载板（30）旋转，并使上平台（50a）和下平台（50b）旋转，从而每当载板（30）旋转一周，上平台（50a）和下平台（50b）的中心与工件（20）的中心的距离周期性地变化，并对工件（20）的表面和背面同时研磨，其中，测量上述驱动机构、上平台（50a）和下平台（50b）的转矩中的至少一个转矩；基于由于上述距离的周期性变化而引起的转矩分量的振幅，来控制工件（20）的研磨量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】工件研磨方法及工件研磨装置
本专利技术涉及利用研磨垫对例如半导体晶片等工件的表面和背面同时进行研磨的工件研磨方法及研磨装置。
技术介绍
在作为供研磨的工件的典型例的硅晶片等的半导体晶片的制造中，为了得到更高精度的平坦度品质及表面粗糙度品质的半导体晶片，而利用具有研磨垫的一对平台将半导体晶片夹住，进行对其表面和背面同时研磨的双面研磨。对半导体晶片要求的形状(主要是整个表面和外周的平坦程度)根据其用途而各种各样，需要根据各自的要求来决定半导体晶片的研磨量的目标，从而准确地控制其研磨量。特别是为了大规模集成电路的集成度的提高，半导体晶片的平坦度是重要的要素之一，所以谋求适当地控制半导体晶片的研磨量的方法。 这里，在专利文献I中记载了这样的研磨方法:随着工件的研磨的进行，检测工件的厚度与保持工件的载板的厚度相等时的驱动平台的马达的驱动电流的变化(具体而言是电流值的拐点)，并结束研磨。该研磨方法是根据马达的驱动电流即平台的转矩的变化来检测研磨的结束的方法。 此外，在专利文献2中记载了这样的半导体晶片的研磨方法:测量半导体晶片的双面研磨装置的平台负荷电流值，按照基准时间计算该平台负荷电流值的标准偏差，并根据该标准偏差的变化来推测研磨的进行程度。还记载了以下意思:由于伴随着研磨的进行的摩擦阻力的减小，使得平台负荷电流值的标准偏差减小，认为标准偏差的最小值是晶片的厚度与载板的厚度相等的时刻。该研磨方法是基于平台的转矩的标准偏差来推测研磨的进行状况的研磨方法。 专利文献1:日本特开2004-363181号公报专利文献2:日本特开2012-69897号公报。
技术实现思路
但是，在专利文献I所记载的研磨方法中，认为仅通过以下的限定性装置构成才能够检测到电流值的拐点:在工件比载板厚的阶段中，设置在平台上的研磨垫不与载板接触，工件成为与载板相等的厚度之后，研磨垫才与载板接触。此外，即使在能够检测到拐点的情况下，由于能够检测到拐点是在电流值成为最小之后，即在工件达到与载板相等的厚度之后，所以在拐点检测后结束研磨不能防止工件的研磨过多，工件的研磨结束的准确性较差。此外，在该研磨方法中，不能在研磨结束前掌握研磨的进行程度。这样，在专利文献I所记载的研磨方法中，不能高精度地控制研磨量。 此外，在专利文献2所记载的研磨方法中，由于以下的理由，而不能高精度地控制半导体晶片的研磨量。首先，在与为了使双面研磨装置动作而恒定地产生的动作电流或噪声等背景负荷相比、由于摩擦阻力的变化而使负荷电流值大幅较小的情况下，因为被背景负荷自身的离差埋没，所以难以判断标准偏差的变化。进而，即使能够判断标准偏差的变化，但是在算出的标准偏差中除了由于摩擦产生的离差以外，还包含由于背景负荷产生的离差，由于背景所产生的离差自身摇摆，所以掌握研磨量的精度是不够的。此外，标准偏差的最小值仅在比标准偏差取最小值的时刻靠后的时刻能够检测到，所以若在标准偏差的最小值的检测后结束研磨，则工件的研磨结束的准确性还是较差。即，在专利文献2所记载的研磨方法中，也不能充分地获得研磨量的控制精度。 于是，本专利技术鉴于上述课题，目的是提供一种能够更高精度地进行工件的研磨量的控制的工件研磨方法及工件研磨装置。 为了达到上述的目的，本专利技术的专利技术人们反复进行了锐意研究，结果得到了以下所述的认识。 S卩，将工件保持到在从载板的中心离开的位置具有中心的保持孔中，将载板夹在上平台和下平台之间，如果驱动研磨装置，则每当载板旋转一周，上平台和下平台的中心与工件的中心的距离周期性地变化。在载板的驱动机构、上平台或下平台的转矩中，具有与该距离的周期性变化同步地周期性变化的转矩分量，能够从转矩的测量值中提取该转矩分量。该转矩分量是不易受到背景负荷的影响的指标。进而，发现该转矩分量的振幅随着研磨的进行而减小，特别是当工件成为与载板相等的厚度时显著地减小。本专利技术的专利技术人们基于这样的认识完成了本专利技术。 本专利技术的主旨构成如下所述。 本专利技术的工件研磨方法，将设置于载板上的工件用分别设置有研磨垫的上平台和下平台夹住，其中所述工件保持于在从所述载板的中心离开的位置具有中心的保持孔中，通过驱动机构使上述载板旋转，并使上述上平台和下平台旋转，从而每当上述载板旋转一周，上述上平台和下平台的中心与上述工件的中心的距离周期性地变化，并利用上述研磨垫对上述工件的表面和背面同时研磨，其特征在于，测量上述驱动机构、上述上平台和下平台的转矩中的至少一个转矩；基于由于上述距离的周期性变化而引起的转矩分量的振幅、上述载板取特定的旋转角的时刻的上述转矩分量或上述载板取不同的特定的两个旋转角的时刻的上述转矩分量的差，来控制上述工件的研磨量。 此外，在本专利技术的研磨方法中优选的是，将分别配设有一个工件的多个上述载板配设在上述上平台和下平台之间，关于各个上述工件，上述距离一致地变化。 此外，在本专利技术的研磨方法中优选的是，当上述转矩分量的振幅消失时，上述载板取特定的旋转角的时刻的上述转矩分量的变化消失时，或者上述载板取不同的特定的两个旋转角的时刻的上述转矩分量的差消失时，结束上述工件的研磨。 此外，在本专利技术的研磨方法中优选的是，测量上述上平台和下平台两者的转矩，使用两者的转矩来控制上述工件的研磨量。 此外，在本专利技术的研磨方法中优选的是，上述工件是将硅锭切片而得到的硅晶片。 进而，本专利技术的另一种工件研磨方法，将设置于载板上的工件用分别设置有研磨垫的上平台和下平台夹住，其中所述工件保持于在从所述载板的中心离开的位置具有中心的保持孔中，通过驱动机构使上述载板旋转，并使上述上平台和下平台旋转，从而每当上述载板旋转一周，上述上平台和下平台的中心与上述工件的中心的距离周期性地变化，并利用上述研磨垫对上述工件的表面和背面同时研磨，其特征在于，测量上述驱动机构的马达的电流值及使上述上平台和下平台的至少一方旋转的马达的电流值中的至少一个电流值；基于由于上述距离的周期性变化而引起的电流值分量的振幅、上述载板取特定的旋转角的时刻的上述电流值分量、或者上述载板取不同的特定的两个旋转角的时刻的上述电流值分量的差，来控制上述工件的研磨量。 此外，本专利技术的工件研磨装置，具有:载板；保持孔，设置于该载板，在从该载板的中心离开的位置具有中心；上平台和下平台，将保持在该保持孔中的工件夹入，且分别设置有研磨垫；使上述载板旋转的驱动机构、以及使上述上平台和下平台分别旋转的一对马达，每当上述载板旋转一周，上述上平台和下平台的中心与上述工件的中心的距离周期性地变化，并利用上述研磨垫对上述工件的表面和背面同时研磨，其特征在于，所述工件研磨装置具有:测量部，测量上述驱动机构、上述上平台和下平台的转矩中的至少一个转矩；和控制部，基于由于上述距离的周期性变化而引起的转矩分量的振幅、上述载板取特定的旋转角的时刻的上述转矩分量或上述载板取不同的特定的两个旋转角的时刻的上述转矩分量的差,来控制上述工件的研磨量。 进而，本专利技术的另一种工件研磨装置，具有:载板；保持孔，设置于该载板，在从该载板的中心离开的位置具有中心；上平台和下平台，将保持在该保持孔中的工件夹入，且分别设置有研磨垫；使上述载板旋转的驱动机构、以及使上述上平台和下平台分别旋转的一对马本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工件研磨方法，将设置于载板上的工件用分别设置有研磨垫的上平台和下平台夹住，其中所述工件保持于在从所述载板的中心离开的位置具有中心的保持孔中，通过驱动机构使上述载板旋转，并使上述上平台和下平台旋转，从而每当上述载板旋转一周，上述上平台和下平台的中心与上述工件的中心的距离周期性地变化，并利用上述研磨垫对上述工件的表面和背面同时研磨，其特征在于，测量上述驱动机构、上述上平台和下平台的转矩中的至少一个转矩；基于由于上述距离的周期性变化而引起的转矩分量的振幅、上述载板取特定的旋转角的时刻的上述转矩分量或上述载板取不同的特定的两个旋转角的时刻的上述转矩分量的差，来控制上述工件的研磨量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.25 JP 2012-1420361.一种工件研磨方法，将设置于载板上的工件用分别设置有研磨垫的上平台和下平台夹住，其中所述工件保持于在从所述载板的中心离开的位置具有中心的保持孔中，通过驱动机构使上述载板旋转，并使上述上平台和下平台旋转，从而每当上述载板旋转一周，上述上平台和下平台的中心与上述工件的中心的距离周期性地变化，并利用上述研磨垫对上述工件的表面和背面同时研磨，其特征在于， 测量上述驱动机构、上述上平台和下平台的转矩中的至少一个转矩； 基于由于上述距离的周期性变化而引起的转矩分量的振幅、上述载板取特定的旋转角的时刻的上述转矩分量或上述载板取不同的特定的两个旋转角的时刻的上述转矩分量的差,来控制上述工件的研磨量。2.如权利要求1所述的工件研磨方法，其特征在于， 将分别配设有一个工件的多个上述载板配设在上述上平台和下平台之间，关于各个上述工件，上述距离一致地变化。3.如权利要求1或2所述的工件研磨方法，其特征在于， 当上述转矩分量的振幅消失时，上述载板取特定的旋转角的时刻的上述转矩分量的变化消失时，或者上述载板取不同的特定的两个旋转角的时刻的上述转矩分量的差消失时，结束上述工件的研磨。4.如权利要求1?3中任一项所述的工件研磨方法，其特征在于， 测量上述上平台和下平台两者的转矩，使用两者的转矩来控制上述工件的研磨量。5.如权利要求1?4中任一项所述的工件研磨方法,其特征在于， 上述工件是将硅锭切片而得到的硅晶片。6.一种工件研磨方法，将设置于载板上的工件用分别设置有研磨垫的上平台和下平台夹住，其中所述工件保持于在从所述载板的中心离开的位置具有中心的保持孔中，通过驱动机构使上述载板旋转，并使上述上平台和下平台旋转，从而每当上述载板旋转一周，上述上平台和下平台的中心与上述工件的中心的距离周期性地变化，并利用上述研磨垫对上述工件的表面和背面同时研磨，其特征在于， 测量上述驱动机构的马达...

【专利技术属性】
技术研发人员：绪方晋一，高梨启一，
申请(专利权)人：胜高股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP