JPH02257630A - 半導体基板の研磨制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、半導体基板の研磨状態を均一化する制御方
法に関する。

（従来の技術） ウェーハの製造工程において、半導体基板は、第８図に
示すように、歪除去のためのエツチング工程後、鏡面を
得るために研磨工程に送られ、その後、洗浄工程、精度
測定工程、更には外観検査工程へと送られて行く、そし
て、上記研磨工程は、１次研磨（粗研磨）、２次研磨（
仕上研磨）、３次研磨（超仕上研磨）に分れており、ウ
ェーハの研磨精度は、１次研磨（粗研磨）で決定される
。これら１〜３次研磨は、下定盤の表面に研磨布を貼着
しておき、半導体基板を加圧盤に吸着させ、該加圧盤を
上記研磨布の表面に降下させて半導体基板を研磨布に圧
接し、研磨布上に砥液な流しつつ加圧盤及び下定盤を回
転させて、半導体基板の下面を研磨するものである。

（発明が解決しようとする課題） 従来、上記加圧盤の下面、下定盤の上面及び研磨布は、
それぞれが平行度及び平坦度を保っているものとして取
扱われており、実際上も研磨前は精度ある平行度及び平
坦度を有している。しかし、上記下定盤等は研磨時に半
導体基板の存する方の部分が大きな研磨熱を受け、使用
中に僅かに弯曲し平行度及び平坦度が低下する。そして
、この平行度及び平坦度の低下によって半導体基板の研
磨精度が落ち、該研磨精度の不良は、後工程たる精度測
定工程において検出されていた。

すなわち、現在デバイスメーカから要求されている精度
は、裏面基準のＴＴＶ　（Ｔｏｔａｌ　Ｔｈ１ｃｋｎｅ
ｓｓＶａｒｉａｔｉｏｎ：全体的厚みむら）、ＬＴＶ（
［、ｏｅａｌＴｈｉｃｋｎｅｓｓ　Ｖａｒｉａｔｉｏｎ
：部分的厚みむら）が主であって、近年はその要求規格
の許容値がザブミクロンを単位とする僅かな数値となっ
ており、デバイスメーカの要求に応え切れない。

本発明は、上記問題点を解決する半導体基板の研磨制御
方法を提案する目的でなされたものである。

（課題を解決するための手段） すなわち、本発明方法は、下定盤の表面に貼着された研
磨布上に、加圧盤の下面に保持された半導体基板を摺接
させて半導体基板を磨Ｘ研磨中に、加圧盤の下面の形状
、研磨布及び下定盤の表面形状を測定し、該形状変化量
に応じて、加圧盤の上部と下部及び下定盤の」二部と下
部それぞれを上部と下部において異なった温度になさし
め、上部と下部の温度差により材料を膨張、収縮させて
前記表面形状を整えるという技術手段を採るものである
。

（作　用） 物体の表裏両面それぞれを異つた温度にすると、第３図
に示すように、高温側が膨張し、低温側が収縮し、この
結果、物体が弯曲する。この変形量（第４図に符号ｒｄ
Ｊとして示す）を求め、温度差（°Ｃ）との関係を求め
ると、第５図に示すように、比例関係となっている。換
言すれば、弯曲した物体を元に戻すためには、物体の表
裏両面に一定の温度差を設定してやればよいことになる
。

本発明では、加圧盤、下定盤の変形量を求め、この変形
量に応じて、加圧盤、下定盤それぞれの上下部位に強制
的に温度差を付し、上記変形を解消させる。

なお、本発明では、研磨布の変形量をも測定しているが
、これは、研磨布の膨張に依る皺発生な検知して、適切
な温度の砥液な流し、以て研磨布の変形を押えるように
制御するためである。

（実施例） 具体的に本発明を詳述すると、本発明では、研磨中に、
加圧盤、研磨布及び下定盤の表面形状を測定する。

第１及び第２図に示すように、加圧盤１の下面には半導
体基板２が吸着されていて、外部からの測定は行えない
、そこで加圧盤１の内部に半径方向に歪ゲージ又は熱電
対３を設置し、変形量ｄ又は温度差を算出するようにし
ている。

研磨布４及び下定盤５の表面形状は下定盤５の上方に該
下定盤５の半径方向に移動可能な変位計６．７を設置し
算出せしめればよい。すなわち、研磨布４の表面形状測
定用の変位計６と下定盤の測定用の変位計７は、例えば
渦電流式の非接触変位計であワて、ともに下定盤５の径
方向に配設された案内部材１０に沿って左右方向に移動
可能に設けられている。６１．７１はこれらの変位計６
．７を保持する部材である。そして、変位計６の場合は
、保持部材６１の下部に金属製の被測定材６２を支点６
３にて枢着し、この被測定材６２には転子６４を回転自
在に取付けている。したがりて、変位計６の左右移動に
伴い転子６４は研磨布４の上を転動し、該研磨布４の表
面の去状に伴い上下移動するから、被測定材６２も上下
に移動することとなる。前記変位計６は、この被測定材
６２の上下変化を渦電流の変位とｌノて取り出すもので
あり、これにより研磨布４の表面形状が測定される。他
方、変位計７は、金属たる下定盤５との間において、該
下定盤５の表面形状が上記と同様に渦電流の変位として
取り出され、これにより下定盤５の表面形状が測定され
るものである。

また、上述した測定は、研磨時において半導体基板２の
研磨している箇所とは別の箇所にて行われる。この点、
第１図では、測定装置を説明するために便宜上、加圧盤
１及び半導体基板２を上方に位置させた状態のものを示
している。

かくして算出された変形量に基いて研磨布４上に流され
る砥液温度が決定され、加圧盤１、下定盤５それぞれの
上下部位間に所定の温度差（第２図に符号「ΔＴ１．Δ
Ｔ２」で示す）を付与してやればよい。

第２図は、上記温度差ΔＴ工、ΔＴ２付与の一実施例で
あって、加圧盤１の下部及び下定盤５の上部に、冷温水
流動用管８を配設すると共に加圧盤１の上部及び下定盤
５の下部に冷温水流動用管９を配設し、これら冷温水流
動用ｖ８，９に送給する冷却水・温水の量を制御するこ
とにより、温度差ΔＴ８．ΔＴ２設定を行うようにして
いる。

例えば、加圧盤１の変形量ｄが６１Ｌｌ１１である場合
には、第５図に示すように、６℃の温度差を設けてやれ
ばよく、加圧盤１に送り込む冷却水と温水の量をそのよ
うに調整する。

なお、上記実施例では、下定盤５の上下部位で温度調整
を行っているが、例えば下定盤５の下部（裏面側）を一
定温度に保持しておき、下定盤５の上部温度を調整する
ようになしてもよく、下定盤５の上部側の温度調整は、
砥液温度のコントロールすることにより、或いはエアー
を吹き付けることによりコントロールしてもよい。

本発明の上記実施例において、下定盤５の表面に貼着さ
れた研磨布４上に、加圧盤１の下面に吸着保持された半
導体基板２を摺接させて研磨するが、その研磨中に、加
圧盤１の下面の形状は歪ゲージ３により測定され、研磨
布４及び下定盤５の表面形状は変位計６．７によって測
定される。

これらの測定値は、図示を省略した解析演算制御装置に
よって、変位量と温度差との函数として付与温度が演算
され、これに基き冷温水流動用管に冷温水が送給される
。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係る方法は、下定盤の表
面に貼着された研磨布上に、加圧盤の下面に保持された
半導体基板を摺接させて半導体基板を磨く研磨中に、加
圧盤の下面の形状、研磨布及び下定盤の表面形状を測定
し、該形状変化量に応じて、加圧盤の上部と下部及び下
定盤の上部と下部それぞれを上部と下部において異なっ
た温度になさしめ、上部と下部の温度差により材料な膨
張、収縮させて前記表面形状を整えるという技術手段か
らなるもので、第６図、第７図は本発明の効果を示す（
斜線は本発明に依る場合、白抜きは従来方法に依る場合
。）。

すなわち、第６図は買Ｖの研磨精度を示し、また、第７
図はＬＴＶの研磨精度を示しており、これらから、とも
に従来よりも極めて精度良く研磨され得ることが明らか
となりだ。

【図面の簡単な説明】

第１図は温度測定手段の一例図、第２図は温度差設定手
段の一例図、第３図は物体の変形と温度との関係を示す
模型図、第４図は変形量ｄの採り方の説明図、第５図は
変形量ｄと温度差ΔＴとの関係を示すグラフ、第６図は
ＴＴＶの場合の効果を示すグラフ、第７図はＬＴＶの場
合の効果を示すグラフ、第８図は研磨工程前後のフロー
チャートを示すものである。 ｌ・・・加圧盤　　　　　２・・・半導体基板４・・・
研磨布　　　　　５・・・下定盤４・・・研磨布　５・
・・Ｐ−疋峯 第１図 第４図 第５！ｉＥＩ 変形量ｄ（Ｐ％） 精度 伊％）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 下定盤の表面に貼着された研磨布上に、加圧盤の下面に
   保持された半導体基板を摺接させて半導体基板を磨く研
   磨中に、加圧盤の下面の形状、研磨布及び下定盤の表面
   形状を測定し、該形状変化量に応じて、加圧盤の上部と
   下部及び下定盤の上部と下部それぞれを上部と下部にお
   いて異なった温度になさしめ、上部と下部の温度差によ
   り材料を膨張、収縮させて前記表面形状を整えることを
   特徴とする半導体基板の研磨制御方法。