JPH07201790A - ウェーハの研磨方法と平行度制御装置 - Google Patents
ウェーハの研磨方法と平行度制御装置Info
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- JPH07201790A JPH07201790A JP35051993A JP35051993A JPH07201790A JP H07201790 A JPH07201790 A JP H07201790A JP 35051993 A JP35051993 A JP 35051993A JP 35051993 A JP35051993 A JP 35051993A JP H07201790 A JPH07201790 A JP H07201790A
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- polishing
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- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ウェーハの研磨においてウェーハ加工面の平
行度の向上に関するものである。 【構成】 ウェーハを接着した円盤を加圧円盤にてポリ
ッシングクロスに押圧しながら研磨剤を供給するウェー
ハの鏡面研磨において、定盤表面の温度と表面歪を検出
し、これら検出温度・検出表面歪と予め設定した温度、
表面歪とを比較し、この比較値に基づいて計算した値に
研磨剤温度・流量を制御し、定盤の熱変形量を制御して
ウェーハ加工面の圧力分布を均一にすることを特徴とす
るウェーハの平行度制御装置。
行度の向上に関するものである。 【構成】 ウェーハを接着した円盤を加圧円盤にてポリ
ッシングクロスに押圧しながら研磨剤を供給するウェー
ハの鏡面研磨において、定盤表面の温度と表面歪を検出
し、これら検出温度・検出表面歪と予め設定した温度、
表面歪とを比較し、この比較値に基づいて計算した値に
研磨剤温度・流量を制御し、定盤の熱変形量を制御して
ウェーハ加工面の圧力分布を均一にすることを特徴とす
るウェーハの平行度制御装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ウェーハの研磨装置お
よび装置に係り、特にＳｉなどの半導体ウェーハを保持
し、他方の面を研磨するのにおいて、加工面の平行度の
向上を志向したウェーハの研磨方法および装置に関する
ものである。
よび装置に係り、特にＳｉなどの半導体ウェーハを保持
し、他方の面を研磨するのにおいて、加工面の平行度の
向上を志向したウェーハの研磨方法および装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の研磨方法は、表面にポリッシング
クロスを接着した回転定盤を、その回転駆動体のまわり
に回転させ、前記ポリッシングクロスと対向する面にウ
ェーハを接着した円盤の該ウェーハを加圧円盤により前
記ポリッシングクロスに押圧しながら研磨剤を供給する
ものである。研磨中はメカノケミカルポリッシングによ
る発熱でポリッシングクロス表面の温度が上昇し、前記
回転定盤の表裏面に温度差が生じて熱変形し、そのため
ウェーハの加工面の圧力分布は円盤中心側と外周側とで
差が生じ、ウェーハは回転支持円盤の半径方向に厚みム
ラが生じて平行度が悪化する。平行度悪化を防止する対
策の実施例として、研磨中のポリッシングクロス表面の
温度を放射温度計を用いて検出し、検出温度を基に回転
定盤の冷却水の終了を制御するものや、回転定盤から排
出される研磨剤の温度を検出し、検出温度を基に保持円
盤を圧力あるいは温度で変形させて回転定盤の熱変形の
影響を緩和するものがある。
クロスを接着した回転定盤を、その回転駆動体のまわり
に回転させ、前記ポリッシングクロスと対向する面にウ
ェーハを接着した円盤の該ウェーハを加圧円盤により前
記ポリッシングクロスに押圧しながら研磨剤を供給する
ものである。研磨中はメカノケミカルポリッシングによ
る発熱でポリッシングクロス表面の温度が上昇し、前記
回転定盤の表裏面に温度差が生じて熱変形し、そのため
ウェーハの加工面の圧力分布は円盤中心側と外周側とで
差が生じ、ウェーハは回転支持円盤の半径方向に厚みム
ラが生じて平行度が悪化する。平行度悪化を防止する対
策の実施例として、研磨中のポリッシングクロス表面の
温度を放射温度計を用いて検出し、検出温度を基に回転
定盤の冷却水の終了を制御するものや、回転定盤から排
出される研磨剤の温度を検出し、検出温度を基に保持円
盤を圧力あるいは温度で変形させて回転定盤の熱変形の
影響を緩和するものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】回転定盤の変形量を直
接検出した制御でないため安定した平行度が得られない
欠点があった。本発明では、上記した従来の技術上の欠
点を除去して、加工面の平行度が優れたウェーハの研磨
方法およびその実施に直接使用される平行度制御装置の
提供を、その目的とするものである。
接検出した制御でないため安定した平行度が得られない
欠点があった。本発明では、上記した従来の技術上の欠
点を除去して、加工面の平行度が優れたウェーハの研磨
方法およびその実施に直接使用される平行度制御装置の
提供を、その目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】表面にポリッシングクロ
スを接着した回転定盤を、その回転駆動体のまわりに回
転させ、前記ポリッシングクロスと対向する面にウェー
ハを接着した円盤の該ウェーハを加圧円盤により前記ポ
リッシングクロスに押圧しながら研磨剤を供給すること
によって、前記ウェーハを研磨する方法において、前記
回転定盤表面の温度と表面歪を検出し、これらの検出温
度、検出表面歪と予め設定した温度、表面歪とを比較
し、この比較値に基づいて供給する研磨剤の温度、流量
を制御することにより、前記回転定盤の熱変形量を制御
し、ウェーハ加工面の圧力分布をほぼ均一にするように
したものである。
スを接着した回転定盤を、その回転駆動体のまわりに回
転させ、前記ポリッシングクロスと対向する面にウェー
ハを接着した円盤の該ウェーハを加圧円盤により前記ポ
リッシングクロスに押圧しながら研磨剤を供給すること
によって、前記ウェーハを研磨する方法において、前記
回転定盤表面の温度と表面歪を検出し、これらの検出温
度、検出表面歪と予め設定した温度、表面歪とを比較
し、この比較値に基づいて供給する研磨剤の温度、流量
を制御することにより、前記回転定盤の熱変形量を制御
し、ウェーハ加工面の圧力分布をほぼ均一にするように
したものである。
【０００５】また、本発明に係るウェーハの平行度制御
装置の構成は、表面にポリッシングクロスを接着した回
転定盤を、その回転駆動体のまわりに回転させて、前記
ポリッシングクロスと対向する面にウェーハを接着した
円盤の該ウェーハを加圧円盤により前記ポリッシングク
ロスに押圧しながら研磨剤を供給することによって、ウ
ェーハを研磨する前記ウェーハの研磨装置において、回
転定盤に回転定盤の表面の温度を検出する温度センサと
表面歪を検出する歪ゲージと、これらのセンサの検出温
度と検出表面歪を外部へ取り出すための送信機とを装着
せしめるとともに、前記研磨装置の外部に前記送信機か
らの電波信号を受信する受信機を設置し、前記受信機か
ら取り出した検出温度、検出歪とを予め設定した温度、
表面歪とを比較し、ウェーハ加工面の圧力分布をほぼ均
一にするための前記研磨剤の温度と流量とを演算する制
御装置とこの制御装置から指令された温度、流量の研磨
剤を供給することができる恒温研磨剤供給装置とを具備
するようにしたものである。
装置の構成は、表面にポリッシングクロスを接着した回
転定盤を、その回転駆動体のまわりに回転させて、前記
ポリッシングクロスと対向する面にウェーハを接着した
円盤の該ウェーハを加圧円盤により前記ポリッシングク
ロスに押圧しながら研磨剤を供給することによって、ウ
ェーハを研磨する前記ウェーハの研磨装置において、回
転定盤に回転定盤の表面の温度を検出する温度センサと
表面歪を検出する歪ゲージと、これらのセンサの検出温
度と検出表面歪を外部へ取り出すための送信機とを装着
せしめるとともに、前記研磨装置の外部に前記送信機か
らの電波信号を受信する受信機を設置し、前記受信機か
ら取り出した検出温度、検出歪とを予め設定した温度、
表面歪とを比較し、ウェーハ加工面の圧力分布をほぼ均
一にするための前記研磨剤の温度と流量とを演算する制
御装置とこの制御装置から指令された温度、流量の研磨
剤を供給することができる恒温研磨剤供給装置とを具備
するようにしたものである。
【０００６】
【作用】実施例の説明に入る前に、本発明に係る事項を
図１を用いて説明する。表面にポリッシングクロス８を
接着した回転定盤１０を、その回転駆動体のまわりに回
転させ、前記ポリッシングクロス８と対向する面にウェ
ーハ４を接着した円盤２の該ウェーハを加圧円盤１によ
り前記ポリッシングクロス８に押圧しながら研磨剤１１
を供給する。研磨中はメカノケミカルポリッシングによ
る発熱でポリッシングクロス８の表面温度が上昇し、前
記回転定盤１０の表裏面に温度差が生じて凸状に熱変形
すると、ウェーハ４の加工面の圧力分布は円盤中心側が
外周側に比べて高くなり、ウェーハ４は円盤２の中心側
が薄くなるような半径方向の厚みムラを生じ平行度が悪
化する。ウェーハ４の中心側が薄くなるような半径方向
の厚みムラをなくするためには、研磨中に回転定盤１０
が熱変形しても常にウェーハ４の加工面の圧力分布がほ
ぼ均一になるような形状に安定させることが必要であ
る。研磨中に回転定盤１０が凸状へ熱変形してもウェー
ハ４は円盤２の中心側が薄くなるような半径方向の厚み
ムラを生じさせないためには、予め回転定盤１０を凹状
に加工することで解決されているが、熱変形を凹状の加
工量と一定に保つことが必要である。研磨中の回転定盤
１０の形状を安定的にウェーハ４の加工面の圧力分布が
ほぼ均一になるような形状に保つには、従来より行われ
てきた間接的な制御方法（前記のポリッシングクロス表
面温度、あるいは回転定盤から排出される研磨剤の温度
を検出する方法）では誤差が入り易く、直接回転定盤の
変形量を検出して研磨条件にフィードバックすることが
必要で本発明のポイントである。
図１を用いて説明する。表面にポリッシングクロス８を
接着した回転定盤１０を、その回転駆動体のまわりに回
転させ、前記ポリッシングクロス８と対向する面にウェ
ーハ４を接着した円盤２の該ウェーハを加圧円盤１によ
り前記ポリッシングクロス８に押圧しながら研磨剤１１
を供給する。研磨中はメカノケミカルポリッシングによ
る発熱でポリッシングクロス８の表面温度が上昇し、前
記回転定盤１０の表裏面に温度差が生じて凸状に熱変形
すると、ウェーハ４の加工面の圧力分布は円盤中心側が
外周側に比べて高くなり、ウェーハ４は円盤２の中心側
が薄くなるような半径方向の厚みムラを生じ平行度が悪
化する。ウェーハ４の中心側が薄くなるような半径方向
の厚みムラをなくするためには、研磨中に回転定盤１０
が熱変形しても常にウェーハ４の加工面の圧力分布がほ
ぼ均一になるような形状に安定させることが必要であ
る。研磨中に回転定盤１０が凸状へ熱変形してもウェー
ハ４は円盤２の中心側が薄くなるような半径方向の厚み
ムラを生じさせないためには、予め回転定盤１０を凹状
に加工することで解決されているが、熱変形を凹状の加
工量と一定に保つことが必要である。研磨中の回転定盤
１０の形状を安定的にウェーハ４の加工面の圧力分布が
ほぼ均一になるような形状に保つには、従来より行われ
てきた間接的な制御方法（前記のポリッシングクロス表
面温度、あるいは回転定盤から排出される研磨剤の温度
を検出する方法）では誤差が入り易く、直接回転定盤の
変形量を検出して研磨条件にフィードバックすることが
必要で本発明のポイントである。
【０００７】図２および図３に本発明の制御フローおよ
び制御状況を示しているが、発明の基本的作用は次の通
りである。
び制御状況を示しているが、発明の基本的作用は次の通
りである。
【０００８】定盤形状（δ）は定盤表面歪（ε）と比例
関係にあり、その関係から定盤形状が平らになる（δ＝
０）定盤表面歪（ε set）を求め、研磨開始後ウェーハ
表面にダメージを与えないように研磨剤を一定流量（Ｌ
ini）供給し、研磨中は一定の周期で定盤表面温度
（Ｔ）と定盤表面歪（ε）を計測し、定盤表面温度
（Ｔ）が研磨のケミカル反応が活発になる温度（Ｔ se
t）になったら、定盤形状が平らになるように設定され
た値（ε set）になるように、研磨剤流量（Ｌ）を演算
し、その流量の研磨剤を研磨定盤上に供給することによ
り定盤形状を平らにすることである。
関係にあり、その関係から定盤形状が平らになる（δ＝
０）定盤表面歪（ε set）を求め、研磨開始後ウェーハ
表面にダメージを与えないように研磨剤を一定流量（Ｌ
ini）供給し、研磨中は一定の周期で定盤表面温度
（Ｔ）と定盤表面歪（ε）を計測し、定盤表面温度
（Ｔ）が研磨のケミカル反応が活発になる温度（Ｔ se
t）になったら、定盤形状が平らになるように設定され
た値（ε set）になるように、研磨剤流量（Ｌ）を演算
し、その流量の研磨剤を研磨定盤上に供給することによ
り定盤形状を平らにすることである。
【０００９】研磨開始から研磨温度（Ｔ）が制御開始の
温度（Ｔ set）になるまでは初期研磨剤流量（Ｌ ini）
を研磨剤流量（Ｌ）に設定する。研磨温度（Ｔ）が制御
開始の温度（Ｔ set）に達したら、現時点に至るまでの
ｎ回前に測定されたｎ個の定盤表面歪（εｔ）それぞれ
重み（Ｗ（ｎ））を乗算し、その総和を求め、その値か
ら狙いの表面歪値（ε set）を減算し、その値に比例係
数（ｋ）を乗算し、その値を初期研磨剤流量（Ｌ ini）
に加算し、設定する研磨剤流量（Ｌ）を求め研磨剤を供
給する。
温度（Ｔ set）になるまでは初期研磨剤流量（Ｌ ini）
を研磨剤流量（Ｌ）に設定する。研磨温度（Ｔ）が制御
開始の温度（Ｔ set）に達したら、現時点に至るまでの
ｎ回前に測定されたｎ個の定盤表面歪（εｔ）それぞれ
重み（Ｗ（ｎ））を乗算し、その総和を求め、その値か
ら狙いの表面歪値（ε set）を減算し、その値に比例係
数（ｋ）を乗算し、その値を初期研磨剤流量（Ｌ ini）
に加算し、設定する研磨剤流量（Ｌ）を求め研磨剤を供
給する。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明の一実施例に係るウェーハの
研磨方法の実施に供せられる平行度制御装置の一例を示
す略示図である。回転定盤１０には温度センサ５と歪ゲ
ージ８が貼付けられ、その上にポリッシングクロス８が
貼付けられている。研磨中温度センサ５と歪ゲージ６に
より検出された温度と歪は送信機７により電波信号にし
て受信機１４へ送られ、インターフェース１５を介して
制御装置１６に送られる。制御装置１６は前記受信機１
４から送られた検出温度、検出表面歪とを予め設定した
温度、表面歪と比較し、回転定盤１０の形状を平坦にし
てウェーハ４の加工面の圧力分布をほぼ均一にするよう
な研磨剤１１の供給流量を演算する制御装置である。１
３はこの制御装置１６から指令された流量の研磨剤１１
をポリッシングクロス８上に供給することが出来るタン
クを内蔵した恒温研磨剤供給装置である。
研磨方法の実施に供せられる平行度制御装置の一例を示
す略示図である。回転定盤１０には温度センサ５と歪ゲ
ージ８が貼付けられ、その上にポリッシングクロス８が
貼付けられている。研磨中温度センサ５と歪ゲージ６に
より検出された温度と歪は送信機７により電波信号にし
て受信機１４へ送られ、インターフェース１５を介して
制御装置１６に送られる。制御装置１６は前記受信機１
４から送られた検出温度、検出表面歪とを予め設定した
温度、表面歪と比較し、回転定盤１０の形状を平坦にし
てウェーハ４の加工面の圧力分布をほぼ均一にするよう
な研磨剤１１の供給流量を演算する制御装置である。１
３はこの制御装置１６から指令された流量の研磨剤１１
をポリッシングクロス８上に供給することが出来るタン
クを内蔵した恒温研磨剤供給装置である。
【００１１】図２および図３において Ｔ set ＝制御開始の温度 ε set ＝狙いの表面歪値 Ｌ ini ＝初期研磨剤流量 ｋ ＝比例定数 Ｗ（ｎ）＝現在に至るまでのｎ回前のデータ対する重み の条件で研磨剤の流量を制御して平行度の優れた鏡面加
工面を得た。
工面を得た。
【００１２】
【発明の効果】回転定盤の変形量を直接検出して、研磨
剤の温度および流量を制御することにより、平行度の優
れた鏡面加工面が得られる。
剤の温度および流量を制御することにより、平行度の優
れた鏡面加工面が得られる。
【図１】は、本発明の一実施例に係るウェーハの研磨方
法の実施に供せられる平行度制御装置の一例を示す略示
図である。
法の実施に供せられる平行度制御装置の一例を示す略示
図である。
【図２】は、本発明によるウェーハの研磨の平行度制御
装置の制御のフローチャートである
装置の制御のフローチャートである
【図３】は、本発明によるウェーハの研磨の制御状態を
示すグラフである。
示すグラフである。
１…加圧円盤、 ２…円盤、３…接着
剤、 ４…ウェーハ、５…温度セン
サ、 ６…歪ゲージ、７…送信機、
８…ポリッシングクロス、９…送信アンテ
ナ、 １０…回転定盤、１１…研磨剤、
１２…流量制御付きポンプ、１３…恒温研磨
剤供給装置、 １４…受信機、１５…インターフェー
ス、 １６…制御装置。
剤、 ４…ウェーハ、５…温度セン
サ、 ６…歪ゲージ、７…送信機、
８…ポリッシングクロス、９…送信アンテ
ナ、 １０…回転定盤、１１…研磨剤、
１２…流量制御付きポンプ、１３…恒温研磨
剤供給装置、 １４…受信機、１５…インターフェー
ス、 １６…制御装置。
Claims (2)
- 【請求項１】 表面にポリッシングクロスを接着した回
転定盤を、その回転駆動体のまわりに回転させ、前記ポ
リッシングクロスと対向する面にウェーハを接着した円
盤の該ウェーハを加圧円盤により前記ポリッシングクロ
スに押圧しながら研磨剤を供給することによって、前記
ウェーハを研磨する方法において、前記回転定盤表面の
温度と表面歪を検出し、これらの検出温度、検出表面歪
と予め設定した温度、表面歪とを比較し、この比較値に
基づいて供給する研磨剤の温度、流量を制御することに
より、前記回転定盤の熱変形量を制御し、ウェーハ加工
面の圧力分布をほぼ均一にしたことを特徴とするウェー
ハの研磨方法。 - 【請求項２】 表面にポリッシングクロスを接着した回
転円盤を、その回転駆動体のまわりに回転させ、前記ポ
リッシングクロスと対向する面にウェーハを接着した円
盤の該ウェーハを加圧円盤により前記ポリッシングクロ
スに押圧しながら研磨剤を供給することによって、前記
ウェーハを研磨する前記ウェーハの研磨装置において、
回転定盤に回転定盤の表面の温度を検出する温度センサ
と表面歪を検出する歪ゲージと、これらのセンサの検出
温度と検出表面歪を外部へ取り出すための送信機とを装
着せしめるとともに、前記研磨装置の外部に前記送信機
からの電波信号を受信する受信機を設置し、前記受信機
から取り出した検出温度、検出歪とを予め設定した絶対
温度、表面歪とを比較し、ウェーハ加工面の圧力分布を
ほぼ均一にするための前記研磨剤の温度と流量とを演算
する制御装置とこの制御装置から指令された温度、流量
の研磨剤を供給することができる恒温研磨剤供給装置と
を具備したことを特徴とするウェーハの平行度制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35051993A JPH07201790A (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | ウェーハの研磨方法と平行度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35051993A JPH07201790A (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | ウェーハの研磨方法と平行度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07201790A true JPH07201790A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=18411053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35051993A Pending JPH07201790A (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | ウェーハの研磨方法と平行度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07201790A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998011600A1 (fr) * | 1996-09-13 | 1998-03-19 | Hitachi, Ltd. | Procede de faconnage de tranches de semi-conducteur |
| SG80597A1 (en) * | 1997-08-11 | 2001-05-22 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Wafer polishing apparatus |
| US9550273B2 (en) | 2015-01-19 | 2017-01-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Polishing device and method of polishing semiconductor wafer |
-
1993
- 1993-12-29 JP JP35051993A patent/JPH07201790A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998011600A1 (fr) * | 1996-09-13 | 1998-03-19 | Hitachi, Ltd. | Procede de faconnage de tranches de semi-conducteur |
| SG80597A1 (en) * | 1997-08-11 | 2001-05-22 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Wafer polishing apparatus |
| US9550273B2 (en) | 2015-01-19 | 2017-01-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Polishing device and method of polishing semiconductor wafer |
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