工件的研磨方法及研磨装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种工件的研磨方法及研磨装置。本发明专利技术的研磨方法的特征在于，测定载板的温度，并控制工件即晶片的研磨量。

Grinding Method and Device for Workpiece

【技术实现步骤摘要】
工件的研磨方法及研磨装置
本专利技术涉及一种工件的研磨方法及研磨装置，尤其涉及一种能够准确地控制要求较高平坦度的半导体晶片等圆形工件的研磨量的工件的研磨方法及研磨装置。
技术介绍
在作为供于研磨的工件的典型例的硅晶片等半导体晶片的制造中，为了得到更高精度的晶片的平坦度品质和表面粗糙度品质，一般采用同时研磨表面和背面的双面研磨工序。对半导体晶片所要求的形状(只要是整面及外周的平坦程度)根据其用途等而各种各样，需要根据各自的要求来确定晶片的研磨量的目标，并准确地控制该研磨量。尤其是在近年来，基于由于半导体元件的微细化和半导体晶片的大口径化而曝光时的半导体晶片的平坦度要求变得严格的背景，强烈期望适当控制晶片的研磨量的方法。针对于此，例如在专利文献1中记载有根据研磨中的双面研磨装置的平台驱动转矩的降低量来控制晶片的研磨量的方法。专利文献专利文献1：日本特开2002-254299号公报但是，在专利文献1所记载的方法中，对平台转矩的变化的响应性差，难以掌握转矩的变化量与晶片的研磨量之间的相关性。并且，在保持晶片的部件(载板)与平台接触的情况下，以较大的转矩变动来判断研磨结束时刻，因此具有在载板与平台未接触的状态下无法检测研磨量的问题。
技术实现思路
本专利技术欲解决上述问题，其目的在于提供一种每当对晶片进行双面研磨时能够准确地控制研磨量的晶片的研磨方法及研磨装置。专利技术人等为了解决所述课题，重复进行了深入探讨。其结果，新发现在双面研磨装置中保持晶片的载板的温度成为晶片的研磨量的准确的指标，并得到了通过测量载板的温度能够准确地进行用于实现目标研磨量的研磨量的控制的新见解。本专利技术立足于上述见解，其宗旨构成如下。(1)一种工件的研磨方法，在所述研磨方法中，在具有1个以上保持工件的保持孔的载板上保持工件，一边供给研磨浆料，一边在贴附有研磨垫的上平台与下平台之间至少使所述载板旋转，由此同时研磨所述工件的表面和背面，所述研磨方法的特征在于，测定所述载板的温度，并控制所述工件的研磨量。在此，在本说明书中，“由载板的温度变化计算出的相位”是指，与工件双面研磨时的载板的旋转同步的载板的温度的振动分量的相位。作为载板的温度的振动分量及该振动分量的相位的计算方法，有基于后述的FFT(高速傅里叶变换)和以模型化为基础的最小二乘法的计算方法等，但并不特别限定于这些。在此，在本说明书中，“由载板的温度变化计算出的振幅”是指，与工件双面研磨时的载板的旋转同步的载板的温度的振动分量的振幅。作为载板的温度的振动分量及该振动分量的振幅的计算方法，有基于后述的FFT(高速傅里叶变换)和以模型化为基础的最小二乘法的计算方法等，但并不特别限定于这些。专利技术效果根据本专利技术，在晶片的双面研磨中能够准确地控制研磨量来制造具有符合要求的形状的较高平坦度的半导体晶片。并且，通过研磨量的准确控制，无需因研磨不足而进行重磨，晶片制造工序中的生产率得到提高。另外，也不会超出所希望的磨损量，因此也能够防止晶片不良的发生和载板的磨损。附图说明图1是试制的双面研磨装置的概略立体图。图2是表示研磨时间与双面研磨装置的构成部件等的温度之间的关系的图。图3(a)是示意性表示载板的外缘部的温度状态的图。图3(b)是示意性表示载板与上下平台的接触状态的图。图3(c)是表示载板的部位自晶片的距离与施加于载板的压力之间的关系的图。图4(a)是示意性表示载板的外缘部的温度状态的图。图4(b)是示意性表示载板与上下平台的接触状态的图。图4(c)是表示载板的部位自晶片的距离与施加于载板的压力之间的关系的图。图5(a)是表示载板的温度的振幅的周期性的图。图5(b)是表示研磨时间与载板的温度的振幅的峰值之间的关系的图。图6(a)是本专利技术的一实施方式所涉及的晶片的双面研磨装置的概略立体图。图6(b)、图6(c)是表示使用图6(a)的双面研磨装置测定载板的外缘部的温度的情况的图。图7是表示研磨时间与载板的温度之间的关系的图。图8是放大表示图7的一部分的图。图9是表示研磨时间与载板的温度的相位及振幅之间的关系的图。图10是表示研磨时间与载板的温度的相位之间的关系的图。图11是表示研磨结束时的载板的温度的相位与晶片的厚度及SFQR之间的关系的图。图12是表示研磨时间与载板的温度的振幅之间的关系的图。图13是表示研磨结束时的载板的温度的振幅与晶片的厚度及SFQR之间的关系的图。图14是表示研磨时间与研磨结束时的载板的温度的振幅之间的关系的图。图15是表示载板的保持孔与载板以同心圆状设置的情况的俯视图。图16是表示研磨时间与载板的温度的振幅之间的关系的图。图17是表示载板的温度的周期性的图。具体实施方式以下，对直至导出本专利技术的原委进行说明。专利技术人等根据上述现有的基于转矩变化的晶片的研磨量的控制并不充分这一事实，对替代此的方法进行了深入探讨。其结果，根据研磨末期的状态变化在浆料温度下显著，着眼于研磨装置的各部及供给材料(浆料)等研磨中的某些物体的温度变化适合作为晶片的研磨量的指标的可能性。因此，首先，专利技术人等为了测定研磨装置的各部及供给材料的温度，试制出图1所示的研磨装置。如图1所示，该双面研磨装置具备：具有保持晶片1的保持孔2的1张或多张(图示例中为5张)载板3；载置这些载板3的下平台4；及与下平台4成对的上平台5。在上下平台4、5的对置面分别贴有研磨垫6。并且，载板3能够旋转。图示例中，能够通过太阳齿轮7和内齿轮8使各载板3旋转。载板3具有1个以上(图示例中为1个)保持孔2，该保持孔2相对于载板3的中心偏心。另外，该研磨装置具备测定载板3的温度的温度测量机构9。首先，专利技术人等用图1所示的装置进行晶片的双面研磨，并测定研磨中的研磨浆料的温度来调查了与研磨量之间的相关性，其结果，未得到所希望的程度的相关性。即，得知研磨浆料的温度受到排出路径的影响，因此可靠性和再现性不好。接着，专利技术人等着眼于研磨浆料的温度变化原本就依赖于研磨装置的构成部件的温度变化。因此，作为研磨装置的构成部件，测定配设于载板3、上平台5、上下平台周围的排水槽的温度，并评价了与研磨时间之间的关系。另外，作为温度测量机构9，使用NECSANEI公司制造的Thermotracer，设为波长8～14μm、采样周期10s，从一个方向对各构成部件进行了测量。将各构成部件的基于研磨时间的温度变化示于图2。如图2所示，判断出与排水槽和上平台相比，载板的研磨中的温度变得更高。尤其，还得到了如下见解，即，载板的温度的特征为在研磨初期具有与载板的旋转同步的明显的周期性，并且随着研磨时间的经过而温度变高，与研磨浆料不同，温度不易受到外部因素的影响。专利技术人等对上述载板的温度变化查明了其原因，其结果，得到了以下见解，因此参考图3、图4进行说明。图3是表示在研磨初期的(a)载板3的外缘部3a的温度分布的情况、(b)晶片1及载板3与研磨垫6的接触状态、(c)将施加于载板的部位的压力以与自晶片的距离之间的关系示出的图。在此，外缘部3a是指从载板的外缘端部向径向内侧30mm为止的区域。如图3(a)所示，晶片1保持于载板3的保持孔2，晶片1的中心相对于载板3的中心偏心。在此，如图3(b)所示，在研磨初期，晶片1的厚度厚于载板3的厚度，因此通过研磨垫6的弹性，研磨垫6与载板3的一部分外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工件的研磨方法，在所述研磨方法中，在具有1个以上保持工件的保持孔的载板上保持工件，一边供给研磨浆料，一边在贴附有研磨垫的上平台与下平台之间至少旋转所述载板，由此同时研磨所述工件的表面和背面，所述研磨方法的特征在于，测定所述载板的温度，并控制所述工件的研磨量。

【技术特征摘要】
1.一种工件的研磨方法，在所述研磨方法中，在具有1个以上保持工件的保持孔的载板上保持工件，一边供给研磨浆料，一边在贴附有研磨垫的上平...

【专利技术属性】
技术研发人员：绪方晋一，谷本龙一，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