JP5699783B2 - Work polishing method and polishing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、ワークの研磨方法及び研磨装置に関し、特に、高い平坦度が要求される半導体ウェーハなどのワークの研磨量を正確に制御することのできる、ワークの研磨方法及び研磨装置に関する。 The present invention relates to a workpiece polishing method and a polishing apparatus, and more particularly to a workpiece polishing method and a polishing apparatus capable of accurately controlling the polishing amount of a workpiece such as a semiconductor wafer that requires high flatness.
研磨に供するワークの典型例であるシリコンウェーハなどの半導体ウェーハの製造において、より高精度なウェーハの平坦度品質や表面粗さ品質を得るために、ウェーハの表裏面を同時に研磨する両面研磨工程が一般的に採用されている。半導体ウェーハに要求される形状(主に全面及び外周の平坦度合)は、その用途等によって様々であり、それぞれの要求に応じて、ウェーハの研磨量の目標を決定し、その研磨量を正確に制御することが必要である。
特に近年、半導体素子の微細化と、半導体ウェーハの大口径化により、露光時における半導体ウェーハの平坦度要求が厳しくなってきているという背景から、ウェーハの研磨量を適切に制御する手法が強く希求されている。
In the manufacture of semiconductor wafers such as silicon wafers, which are typical examples of workpieces used for polishing, there is a double-side polishing process that simultaneously polishes the front and back surfaces of the wafer in order to obtain higher-precision wafer flatness quality and surface roughness quality. Generally adopted. The shape required for semiconductor wafers (mainly the flatness of the entire surface and the outer periphery) varies depending on the application, etc., and according to each request, the target of the polishing amount of the wafer is determined and the polishing amount is accurately determined. It is necessary to control.
In particular, in recent years, the demand for flatness of semiconductor wafers during exposure has become stricter due to the miniaturization of semiconductor elements and the increase in diameter of semiconductor wafers. Has been.
従来、研磨量の管理は、過去のバッチ処理の実績から調整することにより行っていた。すなわち、直前の研磨時間の実績と研磨量の実績から研磨レートを算出して、次バッチでの所定の研磨量を確保できるように研磨時間を設定するフィードバック制御が行われていた。
しかし、両面研磨においては、ウェーハが主に研磨される時間と、キャリアプレートが磨耗する時間とを含むため、バッチ内での研磨レートは一定でなく、また、バッチ間にドレス工程などを行う場合には、バッチ間の時間によっても研磨レートが変化してしまう。従って、直前の両面研磨処理の実績から次のバッチ処理での研磨時間を設定する場合、誤差が生じる。
さらに、研磨パッドのライフ、キャリアプレートの磨耗状態など、副資材の劣化により、直前の研磨と次バッチでの研磨とでは研磨条件が異なってくるため、フィードバック制御による研磨時間の設定は、研磨量の精度に問題があった。特に、両面研磨においては研磨時間が長いため、この副資材の劣化による精度の低下が大きくなる。
これに対し、例えば特許文献1には、研磨中における両面研磨装置の定盤駆動トルクの低下量から、ウェーハの研磨量を制御する方法が記載されている。
Conventionally, the polishing amount has been managed by adjusting the past batch processing results. That is, feedback control is performed in which a polishing rate is calculated from the previous polishing time record and polishing amount record, and the polishing time is set so as to ensure a predetermined polishing amount in the next batch.
However, double-sided polishing includes the time during which the wafer is mainly polished and the time during which the carrier plate is worn, so the polishing rate within the batch is not constant, and when performing a dressing process between batches, etc. In this case, the polishing rate also changes depending on the time between batches. Therefore, an error occurs when setting the polishing time in the next batch process from the results of the previous double-side polishing process.
Furthermore, because the polishing conditions differ between the last polishing and the polishing in the next batch due to deterioration of secondary materials such as the life of the polishing pad and the wear state of the carrier plate, the polishing time setting by feedback control is the amount of polishing. There was a problem with accuracy. In particular, since the polishing time is long in double-side polishing, a decrease in accuracy due to the deterioration of the auxiliary material becomes large.
On the other hand, for example,
しかしながら、特許文献1に記載の方法では、定盤トルクの変化に対する応答性が悪く、トルクの変化量とウェーハの研磨量との相関をとることが困難である。また、ウェーハを保持する部材(キャリアプレート)と定盤とが接触した場合に、大きなトルク変動として研磨終了時点を判断するものであるため、キャリアプレートと定盤とが接触しない状態での研磨量の検出は行えないという問題がある。
However, the method described in
本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、ウェーハを両面研磨するに当たり、研磨量を正確に制御することのできるウェーハの研磨方法及び研磨装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a wafer polishing method and a polishing apparatus capable of accurately controlling the polishing amount when performing double-side polishing of a wafer.
発明者らは上記課題を解決すべく、鋭意究明を重ねた。
その結果、ワークの両面研磨において、排スラリーの温度変化率の変化がウェーハの研磨量の正確な指標となることを新たに見出した。
そして、発明者らは、研磨後の研磨スラリーの温度を計測することにより、該温度変化率の変化の割合を指標として、目標とする研磨量を達成するための研磨量の制御を正確に行うことができることの新規知見を得た。
The inventors have made extensive studies to solve the above problems.
As a result, in double-side polishing of workpieces, it was newly found that the change in the temperature change rate of the waste slurry is an accurate indicator of the wafer polishing amount.
Then, the inventors measure the temperature of the polishing slurry after polishing, and accurately control the polishing amount to achieve the target polishing amount using the rate of change in the temperature change rate as an index. I got new knowledge that I can do it.
本発明は、上記の知見に立脚するものであり、その要旨構成は、以下の通りである。
(1)ワークを保持する保持孔を1つ以上有するキャリアプレートにワークを保持し、研磨スラリーを供給しながら、研磨パッドが貼付された上定盤及び下定盤の間で前記キャリアプレートを回転させることにより、前記ワークの表裏面を同時に研磨する方法において、
研磨に供された、排水槽又は排水路にある前記研磨スラリーの温度を測定し、測定された前記研磨スラリーの温度変化率及び、該温度変化率の変化率を算出し、
前記温度変化率の変化率が所定の値以上となる時点を、前記ワークの厚さと前記キャリアプレートの厚さとが等しくなった時点であると判断して、研磨の終了や続行を判断して、前記ワークの研磨量の制御を行うことを特徴とする、ワークの研磨方法。
The present invention is based on the above findings, and the gist of the present invention is as follows.
(1) The carrier plate is rotated between an upper surface plate and a lower surface plate to which a polishing pad is affixed while holding the workpiece on a carrier plate having one or more holding holes for holding the workpiece and supplying polishing slurry. In the method of simultaneously polishing the front and back surfaces of the workpiece,
Measure the temperature of the polishing slurry in the drainage tank or drainage channel subjected to polishing, calculate the measured temperature change rate of the polishing slurry and the change rate of the temperature change rate,
When the rate of change of the temperature change rate is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the thickness of the workpiece and the thickness of the carrier plate are equal, and the end or continuation of polishing is determined, A method for polishing a workpiece, wherein the polishing amount of the workpiece is controlled .
(2)研磨に供するワークを保持する1つ以上の保持孔が形成される、回転可能なキャリアプレートと、前記キャリアプレートを載置する下定盤及び、該下定盤と対をなす上定盤と、排水槽及び排水路とを備えた、ワークの両面を研磨する装置において、
研磨後の、前記排水槽又は前記排水路にある前記研磨スラリーの温度を測定する手段と、
測定された前記研磨スラリーの温度変化率及び、該温度変化率の変化率を算出する手段と、
前記温度変化率の変化率が所定の値以上となる時点を、前記ワークの厚さと前記キャリアプレートの厚さとが等しくなった時点であると判断して、研磨の終了や続行を判断して、前記研磨装置を制御する手段と、
をさらに備えていることを特徴とする、ワークの研磨装置。
(2) A rotatable carrier plate in which one or more holding holes for holding a workpiece to be polished are formed, a lower surface plate on which the carrier plate is placed, and an upper surface plate that is paired with the lower surface plate In an apparatus for polishing both surfaces of a workpiece, including a drainage tank and a drainage channel ,
Means for measuring the temperature of the polishing slurry in the drainage tank or the drainage channel after polishing;
Means for calculating the measured temperature change rate of the polishing slurry and the change rate of the temperature change rate;
When the rate of change of the temperature change rate is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the thickness of the workpiece and the thickness of the carrier plate are equal, and the end or continuation of polishing is determined, Means for controlling the polishing apparatus;
An apparatus for polishing a workpiece, further comprising:
本発明によれば、ウェーハの両面研磨においてインラインで研磨量を正確に制御して、要求に応じた形状を有する、高い平坦度の半導体ウェーハを製造することができる。
また、研磨量の正確な制御によって、研磨不足による再研磨の必要がなくなり、ウェーハ製造工程における生産性が向上する。
さらに、所期した磨耗量を超えることもなくなるため、ウェーハ不良の発生やキャリアプレートの磨耗を防止することもできる。
According to the present invention, it is possible to manufacture a highly flat semiconductor wafer having a shape according to demand by accurately controlling the amount of polishing in-line in double-side polishing of a wafer.
In addition, accurate control of the polishing amount eliminates the need for re-polishing due to insufficient polishing and improves the productivity in the wafer manufacturing process.
Furthermore, since the expected amount of wear is not exceeded, it is possible to prevent the occurrence of wafer defects and the wear of the carrier plate.
以下、本発明を導くに至った過程について詳細に説明する。
発明者らは、上述した従前のトルク変化に基づくウェーハの研磨量の制御が不十分であることから、これに代わる手段について鋭意模索した。
まず、発明者らは、研磨中にウェーハ及びキャリアプレートと研磨パッドとの摩擦熱や、研磨スラリーと被研磨対象物(ウェーハ)との反応熱が発生することから、ウェーハの研磨量の指標として、ウェーハ研磨装置の各部及び供給材等の何某かの温度変化が適合する可能性を見出し、特に、研磨スラリーの温度に着目し、これを測定するために、図1、2に示す研磨装置を試作した。
Hereinafter, the process leading to the present invention will be described in detail.
The inventors have eagerly sought for alternative means since the amount of polishing of the wafer based on the conventional torque change described above is insufficient.
First, the inventors generate frictional heat between the wafer and carrier plate and the polishing pad and reaction heat between the polishing slurry and the object to be polished (wafer) during polishing. In order to find the possibility that some temperature change of each part of the wafer polishing apparatus and the supply material is compatible, in particular, pay attention to the temperature of the polishing slurry and measure this, the polishing apparatus shown in FIGS. Prototype.
図1は、試作したワークの研磨装置を示す概略斜視図である。また、図2は、図1のA−A矢視図である。
図1、2に示すように、この両面研磨装置1は、ウェーハ2を保持する保持孔3を有する、1枚又は複数枚の、図示例で5枚のキャリアプレート4と、これらキャリアプレート4を載置する下定盤5と、下定盤5と対をなす上定盤6とを備えている。
上下定盤5、6の対向面には、それぞれ研磨パッド7が貼布されている。
また、キャリアプレート4は、回転可能である。図示例では、サンギア8とインターナルギア9とによって、各キャリアプレート4を回転させることができる。
キャリアプレート4は、保持孔3を1つ以上、図示例では1つ有しており、図示例で、当該保持孔3は、キャリアプレート4の中心に対して偏心している。
さらに、この研磨装置は、図示例で、排水槽10及び排水路11を有し、研磨に供された研磨スラリーが、遠心力により径方向外側へと移動して、この排水槽10から排水路11へと排出される。
さらにまた、この研磨装置は、キャリアプレート4の温度を測定する温度計測手段12を備えている。図示例では、温度計測手段12は、排水路11を流れるスラリーを測定するように設置されている。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a prototype of a workpiece polishing apparatus. Moreover, FIG. 2 is an AA arrow view of FIG.
As shown in FIGS. 1 and 2, the double-
A
Further, the
The
Further, this polishing apparatus has a
Furthermore, this polishing apparatus is provided with temperature measuring means 12 for measuring the temperature of the
発明者らは、上記の両面研磨装置を用いて研磨後に排出路11に流れたスラリーの温度を測定したところ、スラリー温度は、図3に示す、ウェーハ及びキャリアプレートと、パッドとの接触面積の変化に伴い、図4に示す温度変化を生じることを知見した。 The inventors measured the temperature of the slurry that flowed to the discharge path 11 after polishing using the above-described double-side polishing apparatus. It has been found that the temperature change shown in FIG. 4 occurs with the change.
すなわち、図3に示すように、研磨初期においては、研磨パッド7がウェーハ2に対して摺動し、これにより摩擦熱が発生し始め、また、研磨スラリーとウェーハ2との反応熱も発生し始めるため、図4に示すように、スラリー温度は、研磨初期において、研磨時間の経過とともに上昇する(ステップ1)。
その後ウェーハが研磨されるにつれ、図3に示すように、研磨パッド7の弾性によりキャリアプレート4と研磨パッド7が接触する面積が徐々に増大する。これにより、キャリアプレート4と研磨パッド7との摺動により生じる摩擦熱が増大する。特にこの摩擦熱によるキャリアプレート4の温度変化は顕著であるため、図4に示すように、研磨スラリーの温度も徐々に上昇する(ステップ2)。
さらに、図3に示すように、ウェーハ2が研磨されるにつれ、キャリアプレート4と研磨パッド7とがほぼ全面にわたって接触する状態となる(ステップ3初期)。この全面接触した状態で、ウェーハ2がさらに研磨され、ウェーハ2とキャリアプレート4とが同じ厚さ(定寸状態)となる(ステップ3終期)。このステップ3の初期から終期の間は、図4に示すように、研磨スラリーの温度変化率が顕著に小さくなる。これは、キャリアプレート4の接触面積が一定であり、特にスラリー温度に影響を与えるキャリアプレート4の温度変化が小さいためである。
そして、図3に示すように、定寸状態からさらに研磨を続行すると、特に、キャリアプレート4が磨耗することによるキャリアプレート4の温度増大により、図4に示すように、スラリーの温度変化率が増大する(ステップ4)。
つまり、発明者らは、研磨パッド7の弾性により、研磨パッド7とキャリアプレート4との接触状態が経時的に変化すること、キャリアプレート4が温度上昇しやすい特性を有すること、両面研磨は研磨時間が長いことなど、ワークの両面研磨方法及び装置に特有の事情により、スラリー温度が特異な時間変化を示すことを新たに見出したものである。
That is, as shown in FIG. 3, at the initial stage of polishing, the
Thereafter, as the wafer is polished, the area where the
Further, as shown in FIG. 3, as the
As shown in FIG. 3, when the polishing is further continued from the fixed size state, the temperature change rate of the slurry is changed as shown in FIG. 4 due to the temperature increase of the
That is, the inventors have shown that the contact state between the
発明者らは、両面研磨処理において一定時間毎に研磨処理を停止し、両面研磨装置外に設けたウェーハ厚み測定器を用いて停止させた各時点での研磨後のウェーハ厚みを測定するとともに、温度計測手段によりスラリー温度を測定して、スラリー温度の時間変化を測定した。
その結果、図5に示すように、ウェーハの厚さとキャリアプレートの厚さとが同一になる、定寸状態において、研磨に供したスラリーの温度変化率が変化することを見出した。
発明者らは、斯くの如くして、研磨スラリーの温度変化率の変化の割合を検出することにより、定寸状態となった時点を判定することができることの知見を得て、本発明を完成させるのに至ったものである。
なお、図5においてGap(μm)とは、ウェーハの厚さとキャリアプレートの厚さとの差を意味する。より具体的には、ウェーハ中心部の厚さと、ウェーハが装填されるキャリアプレートのホール内縁高さとの差を意味するものである。
The inventors stopped the polishing process at regular intervals in the double-side polishing process, measured the wafer thickness after polishing at each time point stopped using a wafer thickness measuring device provided outside the double-side polishing apparatus, The slurry temperature was measured by the temperature measuring means, and the time change of the slurry temperature was measured.
As a result, as shown in FIG. 5, it was found that the temperature change rate of the slurry used for polishing changes in a fixed size state where the thickness of the wafer and the thickness of the carrier plate are the same.
In this way, the inventors have obtained the knowledge that it is possible to determine the point in time when the sizing state is reached by detecting the rate of change in the temperature change rate of the polishing slurry, and complete the present invention. It is what led to let it be.
In FIG. 5, Gap (μm) means a difference between the thickness of the wafer and the thickness of the carrier plate. More specifically, it means the difference between the thickness of the wafer center and the height of the hole inner edge of the carrier plate loaded with the wafer.
図6は、本発明の一実施形態にかかる両面研磨装置の概略斜視図である。
図6に示す装置は、図1、2に示す装置構成に加え、測定された研磨スラリーの温度の時間変化率の変化に基づき、ウェーハの研磨量を制御する手段13をさらに備えている。
図6に示す装置を用いることにより、ウェーハ2を保持する保持孔3を有するキャリアプレート4にウェーハ2を保持し、研磨スラリーを供給しながら、研磨パッド7が貼付された上定盤6及び下定盤5の間でキャリアプレート4を回転させることにより、ウェーハ2の表裏面を同時に研磨することができる。
なお、キャリアプレート4のみならず、上下定盤5、6も回転させることができ、この場合、上下定盤5、6は互いに反対方向に回転させる。
また、研磨スラリーの種類は特に制限されないが、粒径が0.5〜2.0μm程度のコロイダルシリカ等を用いることができる。
そして、上記両面研磨に際し、温度測定手段12により、研磨に供された研磨スラリー(排スラリー)の温度を測定し、その測定された研磨スラリーの温度変化率の変化を検出することができる。
なお、温度測定手段12は、例えば、赤外センサを用いた温度計や、抵抗温度計、熱電対などを用いることができ、排水槽10、排水路11の上方など、研磨に供した直後のスラリー温度を測定できる位置に設置することが好ましい。
これにより、研磨スラリーの温度変化率の変化を捉え、以下のように研磨状態を判定することができる。
例えば、研磨スラリーの温度の時間による変化率と、該変化率の時間による変化率(スラリー温度変化率の割合)とを算出して、研磨状態を判定することができる。
具体的には、スラリーの温度変化の時間による一次微分、二次微分を算出し、二次微分値が設定した上限閾値を超えた時点を定寸状態として判断とすることができる。
ここでいう一次微分とは、算出手段を用いて、例えば1秒間の時間間隔における温度の変化量を求め、その変化量を上記時間間隔で除することにより求める。
また、二次微分とは、算出手段を用いて、例えば1秒間の時間間隔における温度変化率の変化量を求め、その温度変化率の変化量を上記時間間隔で除することにより求める。
上記のようにして求めた二次微分の値が、例えば0.00001℃/s2以上となる点が検出された時点をウェーハの厚さとキャリアプレートの厚さが等しくなる、定寸状態であると判断することができる。
スラリーの温度変化率の変化を検出して定寸状態となったものと判断した場合、要求されるウェーハの形状に応じて、研磨の終了や続行を判断して、ウェーハの研磨量を制御することができる。
例えば、定寸状態で研磨を終了する場合には、定寸状態に達したと判断すべき、スラリーの温度変化率の変化を検出した時点で、研磨装置制御手段13により、研磨装置1を停止させて研磨を終了させることができる。
なお、スラリーの温度変化率、及び該変化率の時間変化率は、温度計測手段12によって計測された温度に基づいて制御手段13にて算出しても良いし、温度計測手段12内に算出手段を設けることにより算出しても良い。さらに、温度計測手段12と制御手段13との間に、他の算出手段を介在させて行うこともできる。
FIG. 6 is a schematic perspective view of a double-side polishing apparatus according to one embodiment of the present invention.
The apparatus shown in FIG. 6 is further provided with
The apparatus shown in FIG. 6 is used to hold the
Not only the
The type of the polishing slurry is not particularly limited, and colloidal silica having a particle size of about 0.5 to 2.0 μm can be used.
In the double-side polishing, the temperature of the polishing slurry (exhaust slurry) subjected to polishing can be measured by the temperature measuring means 12, and the change in the measured temperature change rate of the polishing slurry can be detected.
As the temperature measuring means 12, for example, a thermometer using an infrared sensor, a resistance thermometer, a thermocouple, or the like can be used, such as above the
Thereby, the change in the temperature change rate of the polishing slurry can be captured, and the polishing state can be determined as follows.
For example, the polishing rate can be determined by calculating the rate of change of the polishing slurry temperature with time and the rate of change of the rate of change with time (ratio of slurry temperature change rate).
Specifically, the first derivative and the second derivative according to the time of the temperature change of the slurry are calculated, and the time when the second derivative value exceeds the set upper limit threshold can be determined as the sizing state.
Here, the primary differentiation is obtained by calculating a temperature change amount, for example, at a time interval of 1 second using a calculation means, and dividing the change amount by the time interval.
The second derivative is obtained, for example, by calculating a change amount of the temperature change rate at a time interval of 1 second using a calculating means and dividing the change amount of the temperature change rate by the time interval.
When the point at which the second derivative value obtained as described above is 0.00001 ° C./s 2 or more, for example, is detected, the wafer thickness is equal to the carrier plate thickness and the carrier plate thickness is equal. It can be judged.
If it is determined that the temperature change rate of the slurry has changed to a fixed size, the polishing amount of the wafer is controlled by determining the end or continuation of polishing according to the required wafer shape. be able to.
For example, when polishing is finished in a fixed size state, the polishing
Note that the temperature change rate of the slurry and the time change rate of the change rate may be calculated by the
従って、本発明によれば、ウェーハの両面研磨において研磨量をインラインで正確に制御して、要求に応じた形状を有する、高い平坦度の半導体ウェーハを製造することができる。また、研磨量の正確な制御によって、研磨不足による再研磨の必要がなくなり、ウェーハ製造工程における生産性が向上する。さらに、所期した磨耗量を超えることもなくなるため、ウェーハ不良の発生やキャリアプレートの磨耗を防止することもできる。
また、過去における研磨の実績とは独立して、研磨量を制御することができるため、副資材の経時劣化の影響による誤差が生じない。
加えて、スラリー温度自体や、スラリー温度の変化量ではなく、スラリーの温度変化率の変化を基準として研磨量を制御するため、装置の構成部材や供給材に特別な選定や調整を必要としない。
Therefore, according to the present invention, the amount of polishing can be accurately controlled in-line in double-side polishing of a wafer, and a semiconductor wafer with a high flatness having a shape as required can be manufactured. In addition, accurate control of the polishing amount eliminates the need for re-polishing due to insufficient polishing and improves the productivity in the wafer manufacturing process. Furthermore, since the expected amount of wear is not exceeded, it is possible to prevent the occurrence of wafer defects and the wear of the carrier plate.
In addition, since the polishing amount can be controlled independently of the past polishing results, there is no error due to the deterioration of the secondary material over time.
In addition, since the polishing amount is controlled based on the change in the temperature change rate of the slurry, not the slurry temperature itself or the change in the slurry temperature, no special selection or adjustment is required for the components or supply materials of the apparatus. .
以下、本発明を実施例を用いてさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
本発明により、ウェーハの研磨量を正確に制御できることを確かめるため、図6に示す装置を用いて、ウェーハの研磨を行い、研磨に供した研磨スラリーの温度を測定した。
研磨に供するウェーハとして、直径300mm、結晶方位(100)、p型のシリコンウェーハを使用した。
キャリアプレートは、初期の厚さ775μmのエポキシ樹脂にガラス繊維を複合したガラス繊維強化プラスチック(GFRP:Glass Fiber Reinforced Plastics)のプレートを用いた。
図6に示す装置において、研磨パッドは、ニッタ・ハース社製発泡ウレタン研磨布MHN15、研磨スラリーは、ニッタ・ハース社製Nalco2350を用いた。上下定盤を互いに逆方向に回転させ、キャリアプレートを上定盤と同方向に回転させて、キャリアプレート内に装填したウェーハ表面を研磨した。
温度センサは、オムロン社製E52−P6Dを用いた。
In order to confirm that the amount of polishing of the wafer can be accurately controlled according to the present invention, the apparatus shown in FIG. 6 was used to polish the wafer and measure the temperature of the polishing slurry used for polishing.
A 300 mm diameter, crystal orientation (100), p-type silicon wafer was used as a wafer to be polished.
As the carrier plate, a glass fiber reinforced plastic (GFRP) plate in which glass fibers are compounded with an epoxy resin having an initial thickness of 775 μm was used.
In the apparatus shown in FIG. 6, the polishing pad used was urethane foam polishing cloth MHN15 manufactured by Nita Haas, and Nalco 2350 manufactured by Nitta Haas was used as the polishing slurry. The upper and lower surface plates were rotated in opposite directions, the carrier plate was rotated in the same direction as the upper surface plate, and the wafer surface loaded in the carrier plate was polished.
As the temperature sensor, E52-P6D manufactured by OMRON Corporation was used.
測定した研磨スラリーの温度の時間変化について、その時間変化率及び該変化率の時間変化率を検出するために、以下に説明する演算を行うことのできる算出手段を温度測定手段と研磨装置制御手段との間に介在させて用いた。
<研磨スラリーの温度の時間変化率の変化の検出方法>
温度測定手段により測定したスラリー温度について、この演算手段により、温度の時間微分を一次微分、二次微分それぞれについて算出した。
本試験では、上記一次微分及び二次微分は差分法により求めた。すなわち、ある時点tでの一次微分は、時点t±1秒の時間範囲での温度の変化量をその時間範囲で除することにより求め、ある時点tでの二次微分は、時点t±1秒の時間範囲での一次微分の値の変化量をその時間範囲で除することにより求めた。
まず、温度の時間変化(一次微分)について、最小値を求めた。最小値は、二次微分の符号が負から正に変化する時点における、一次微分の値を最小値とした。
次いで、二次微分の閾値を0.9×10−5(℃/s2)に設定し、上記一次微分が最小値になった以降において、二次微分がこの閾値を超えた時点を定寸状態となった位置と判定して研磨を終了した。
Regarding the time change of the measured temperature of the polishing slurry, in order to detect the time change rate and the time change rate of the change rate, the calculation means capable of performing the calculation described below is the temperature measurement means and the polishing apparatus control means. And used in between.
<Detection method of change in polishing slurry temperature with time>
With respect to the slurry temperature measured by the temperature measuring means, the time derivative of the temperature was calculated for each of the first and second derivatives by this computing means.
In this test, the first derivative and the second derivative were obtained by the difference method. That is, the first derivative at a certain time t is obtained by dividing the amount of change in temperature in the time range of the time t ± 1 seconds by the time range, and the second derivative at a certain time t is the time t ± 1. The amount of change in the value of the first derivative in the time range of seconds was obtained by dividing by the time range.
First, the minimum value was obtained for the time change (first derivative) of the temperature. The minimum value was defined as the value of the first derivative at the time when the sign of the second derivative changed from negative to positive.
Next, the threshold value of the second derivative is set to 0.9 × 10 −5 (° C./s 2 ), and after the first derivative reaches the minimum value, the time when the second derivative exceeds this threshold is determined to be a fixed size. The position was determined to be in a state and polishing was finished.
図7に示すように、この閾値に達した時点を検出し、その時点で研磨装置制御手段により研磨を終了した。
研磨終了後のウェーハ中心部の厚さをWafersightを用いて測定し、キャリアプレートのホール内縁高さをマイクロメータを用いて測定したところ、ウェーハの厚さは、775.11μm、キャリアプレートの厚さは、775μmであり、Gapは0.11μmであり、ほぼ定寸状態で研磨を終了することができた。
As shown in FIG. 7, the time point when this threshold value was reached was detected, and at that time point, polishing was terminated by the polishing device control means.
The thickness of the wafer center after polishing was measured using Wafersight, and the hole inner edge height of the carrier plate was measured using a micrometer. The thickness of the wafer was 775.11 μm, and the thickness of the carrier plate Was 775 μm and Gap was 0.11 μm, and the polishing could be finished in a substantially constant size state.
1 両面研磨装置
2 ワーク(ウェーハ)
3 保持孔
4 キャリアプレート
5 下定盤
6 上定盤
7 研磨パッド
8 サンギア
9 インターナルギア
10 排水槽
11 排水路
12 温度測定手段
13 研磨装置制御手段
1 Double-
Claims (2)
研磨に供された、排水槽又は排水路にある前記研磨スラリーの温度を測定し、測定された前記研磨スラリーの温度変化率及び、該温度変化率の変化率を算出し、
前記温度変化率の変化率が所定の値以上となる時点を、前記ワークの厚さと前記キャリアプレートの厚さとが等しくなった時点であると判断して、研磨の終了や続行を判断して、前記ワークの研磨量の制御を行うことを特徴とする、ワークの研磨方法。 By holding the work on a carrier plate having one or more holding holes for holding the work and supplying the polishing slurry, by rotating the carrier plate between the upper surface plate and the lower surface plate to which the polishing pad is attached, In the method of simultaneously polishing the front and back surfaces of the workpiece,
Measure the temperature of the polishing slurry in the drainage tank or drainage channel subjected to polishing, calculate the measured temperature change rate of the polishing slurry and the change rate of the temperature change rate,
When the rate of change of the temperature change rate is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the thickness of the workpiece and the thickness of the carrier plate are equal, and the end or continuation of polishing is determined, A method for polishing a workpiece, wherein the polishing amount of the workpiece is controlled .
研磨後の、前記排水槽又は前記排水路にある前記研磨スラリーの温度を測定する手段と、
測定された前記研磨スラリーの温度変化率及び、該温度変化率の変化率を算出する手段と、
前記温度変化率の変化率が所定の値以上となる時点を、前記ワークの厚さと前記キャリアプレートの厚さとが等しくなった時点であると判断して、研磨の終了や続行を判断して、前記研磨装置を制御する手段と、
をさらに備えていることを特徴とする、ワークの研磨装置。 A rotatable carrier plate in which one or more holding holes for holding a workpiece to be polished are formed, a lower surface plate on which the carrier plate is placed, an upper surface plate paired with the lower surface plate, and a drainage tank And an apparatus for polishing both surfaces of a workpiece, including a drainage channel ,
Means for measuring the temperature of the polishing slurry in the drainage tank or the drainage channel after polishing;
Means for calculating the measured temperature change rate of the polishing slurry and the change rate of the temperature change rate;
When the rate of change of the temperature change rate is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the thickness of the workpiece and the thickness of the carrier plate are equal, and the end or continuation of polishing is determined, Means for controlling the polishing apparatus;
An apparatus for polishing a workpiece, further comprising:
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