JPH11254311A - 研磨時の薄板状ワーク破損防止方法 - Google Patents

研磨時の薄板状ワーク破損防止方法

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JPH11254311A
JPH11254311A JP5688298A JP5688298A JPH11254311A JP H11254311 A JPH11254311 A JP H11254311A JP 5688298 A JP5688298 A JP 5688298A JP 5688298 A JP5688298 A JP 5688298A JP H11254311 A JPH11254311 A JP H11254311A
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JP
Japan
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polishing
work
processing
grinding
surface plate
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Application number
JP5688298A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinji Okawa
真司 大川
Kozo Abe
耕三 阿部
Takafumi Hajime
啓文 一
Toshibumi Ishikawa
俊文 石川
Takeo Sato
丈夫 佐藤
Toshimori Aoki
利森 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Super Silicon Crystal Research Institute Corp
Hamai Co Ltd
Original Assignee
Super Silicon Crystal Research Institute Corp
Hamai Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 異常が発生した場合でも研磨を中断すること
なく、所定の研磨量で研磨加工を完了させる。 【解決手段】 上下の定盤の間にワークを挟み、回転す
る定盤を介してワークを加圧しながらワークを両面研磨
するとき、定盤に回転動力を伝達するモータに供給され
る電力,上定盤の変位,加工中に発生する加工音の何れ
か一つ又は複数を検出する。検出値に閾値を超える異常
が発生したとき、ワークに加えている加工圧力及び/又
は定盤の回転数を所定期間tだけ下げ、異常がなくなっ
た時点で加工圧力及び/又は定盤の回転数を定常状態に
復帰させる。所定期間tにおける研磨量の減少分に相当
する分Δtだけ定常状態の研磨を延長する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウェーハ等の
薄板状ワークの破損を防止しながら研磨する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】インゴットをスライスして得たウェーハ
には、厚み,平坦度,平滑度等にバラツキがある。そこ
で、ラッピングで切断ウネリを除去し、研削で目標とす
る平坦度を出し、ポリッシングで鏡面に仕上げ、製品ウ
ェーハを製造している。ウェーハの研磨には、従来から
図1に示す設備構成の装置が多用されている。この研磨
装置は、下定盤1,上定盤2,サンギア3,インターナ
ルギア4を備えており、それぞれが専用の駆動モータ
5,5・・から減速機6,6・・を介して伝達された動
力で回転される。研磨されるウェーハは、図2に示すよ
うに複数枚のワーク7としてキャリア8に収容される。
キャリア8は、外周に形成された歯部をサンギア3及び
インターナルギア4に噛み合わせて下定盤1上に所定間
隔で配置される。そして、昇降装置9により上定盤2を
降下させ、下定盤1と上定盤2との間にキャリア8を挟
み込む。この状態で下定盤1,上定盤2,サンギア3,
インターナルギア4を回転させると、キャリア8は公転
及び自転しながら下定盤1,上定盤2に接着された研磨
布に摺擦し、ワーク7が研磨される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ワーク7は、研磨開始
時に徐々に加圧され、所定の研磨圧力を加えてスラリー
を供給しながら研磨した後、研磨圧力を下げてリンスさ
れる。また、下定盤1の回転数は、静止状態から徐々に
加速され、一定回転数で所定期間経過した後、減速され
る。このとき、研磨圧力や下定盤の回転数をそれぞれ図
3(a)及び(b)に示すパターンに設定し、ワークの
研磨条件を制御している。しかしながら、研磨中に異常
が発生した状態のままで圧力変動パターン(a)又は回
転数変動パターン(b)に従って研磨作業を続行する
と、ワーク7と研磨布との間に異常な摩擦が発生してワ
ークに偏荷重がかかり、ワークを破損する虞れがある。
研磨に異常を発生させる原因としては、ワーク7に対す
るスラリーの供給量不足,モータ5,5・・,減速機
6,6・・等の駆動系とギア3,4等の被駆動系との同
期ズレ等がある。しかし、従来の研磨では、研磨中にワ
ーク7の加工状態をモニタリングしながら研磨条件にフ
ィードバックする制御は採用されていない。そのため、
異常が検出された場合、モータ5,5・・の駆動を停止
させ、研磨作業を中断していた。最悪の場合にはワーク
の破損を引き起こし、生産性や歩留りが低下する。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、定盤の振動,モ
ータの電力量,加工音等によって研磨中にワークの加工
状態を推定し、推定結果に応じて加工条件を所定期間だ
け緩和させることにより、ワークを破損することなく研
磨工程を終了することを目的とする。本発明の薄板状ワ
ークの損防止方法は、その目的を達成するため、上下の
定盤の間にワークを挟み、回転する定盤を介してワーク
を加圧しながらワークを両面研磨するとき、定盤に回転
動力を伝達するモータに供給される電力,上定盤の変
位,加工中に発生する加工音の何れか一つ又は複数を検
出し、検出値に閾値を超える異常が発生したとき、ワー
クに加えている加工圧力及び/又は定盤の回転数を所定
期間だけ下げ、異常がなくなった時点で加工圧力及び/
又は定盤の回転数を定常状態に復帰させ、加工圧力及び
/又は定盤の回転数を下げた期間における研磨量の減少
分に相当する分だけ定常状態の研磨を延長することを特
徴とする。
【0005】
【実施の形態】本発明に従った研磨方法では、図4に示
すように電源10にモータ5を接続する回路の途中に設
けた電力計11,上定盤吊り具12に設けた変位センサ
13,及び/又は下定盤1,上定盤2の近傍に配置した
集音マイク14を備えた研磨装置を使用する。電力計1
1は、電源10からモータ5に供給される電力を測定す
ることによって、加工中にモータ5にかかる負荷を検出
する。変位センサ13としては、非接触式又は接触式の
何れのセンサも使用でき、加工中に上定盤2の振動を検
出する。集音マイク14は、ワークの加工時に発生する
加工音を収録する。電力計11で測定された電力値は、
演算器15に入力される。変位センサ13で検出された
上定盤2の振動及び集音マイク14で収録された加工音
は、増幅器16で増幅されて演算器15に入力される。
定盤の振動,モータの電力量,加工音等は、加工されて
いるワークの加工状態を表している。ワークと研磨布と
の間に異常摩擦があると、定盤1,2の振動が大きくな
り、モータ5の負荷が増加するため電力計11で測定さ
れる電力値が上昇し、異常音が混じった加工音になる。
そこで、定盤の振動,モータの電力量,加工音の何れか
一つ又は複数を指標にとってワークの加工状態を制御す
る。複数の指標を使用するとき、加工状態がより制御良
く推定される。
【0006】たとえば、加工中に異常が発生すると、モ
ータ5の負荷が大きくなるため、電力計11で測定され
た電力値が図5で示すように変化する。そこで、電力値
に閾値を設定し、電力計11で測定された電力値が閾値
を超えたとき、昇降装置9により上定盤2を若干上昇さ
せ、ワークに加えられている圧力を図6に示すように低
下させる。圧力低下に応じて、ワークの加工条件が緩和
されると共に、電力計11で測定される電力値も低下す
る。緩和された加工条件を所定期間tだけ継続させた
後、ワークに加えられる圧力を当初の値まで上昇させ、
定常状態の加工条件を維持する。加工圧力と研磨量と
は、図7(a)に示すように、加工圧力が高い場合には
研磨量が多く、加工圧力が低い場合には研磨量が少ない
比例関係にあることが予め把握されている。この比例関
係から、加工圧力を下げた時間t(図6)では研磨量も
減少しているといえる。そこで、加工時間をΔtだけ延
長し、加工圧力が低下したときの研磨量の減少分を補償
する。
【0007】加工条件は、図7(b)に示すように定盤
1,2の回転数と比例関係にある定盤1,2の回転数に
よっても制御できる。この場合には、定盤2の振動,モ
ータの電力量,加工音等に閾値を超える異常が検出され
たとき、定盤1,2の回転数を下げた状態を所定期間t
だけ継続し、異常が検出されなくなった段階で定盤1,
2の回転数を定常状態に復帰させる。そして、回転数を
下げた状態を所定期間tにおける研磨量の減少分を図7
(b)の関係から算出し、減少分に見合った分だけ定常
状態の加工を延長する。また、加工圧力及び定盤回転数
の双方を低下させて加工条件を緩和させてもよい。この
ようにして、加工条件を緩和し、緩和した分だけ加工時
間を延長することにより、モータ5,5・・の駆動を停
止させることなく、所定の加工量でワークを研磨する加
工工程が完了する。
【0008】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、薄板状ワークを両面研磨する際、定盤の振動,モー
タの電力量,加工音等によって研磨中にワークの加工状
態を推定し、異常が検出されたときに加工条件を緩和
し、異常がなくなった段階で加工条件を定常状態に復帰
させた後、加工条件の緩和によって減少した研磨量を補
償するため定常状態の加工条件を延長している。このよ
うにして加工条件をフィードバック制御するとき、加工
を中断することなく、所定の研磨量でワークを研磨する
ことができ、研磨加工の生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の両面研磨装置の概略
【図2】 従来の両面ラッピング装置の下定盤に配置さ
れたキャリア
【図3】 研磨加工の時間経過に応じて変化する研磨圧
力(a)及び下定盤の回転数(b)
【図4】 本発明で使用する両面研磨装置
【図5】 研磨中に検出された電力値の変化
【図6】 電力値が閾値を超えたとき加工圧力を低下さ
せた場合の加工圧力変化
【図7】 研磨量と加工圧力(a)及び定盤回転数
(b)との関係
【符号の説明】
1:下定盤 2:上定盤 3:サンギア 4:イ
ンターナルギア 5:モータ 6:減速機 7:ワーク 8:キャ
リア 9:昇降装置 10:電源 11:電力計 12:上定盤吊り具
13:変位センサ 14:集音マイク 15:演算器 16:増幅器 t:加工条件を緩和させた期間 Δt:加工延長時間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 俊文 群馬県安中市中野谷555番地の1 (72)発明者 佐藤 丈夫 栃木県足利市福富新町1480番地 浜井産業 株式会社内 (72)発明者 青木 利森 栃木県足利市福富新町1480番地 浜井産業 株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上下の定盤の間にワークを挟み、回転す
    る定盤を介してワークを加圧しながらワークを両面研磨
    するとき、定盤に回転動力を伝達するモータに供給され
    る電力,上定盤の変位,加工中に発生する加工音の何れ
    か一つ又は複数を検出し、検出値に閾値を超える異常が
    発生したとき、ワークに加えている加工圧力及び/又は
    定盤の回転数を所定期間だけ下げ、異常がなくなった時
    点で加工圧力及び/又は定盤の回転数を定常状態に復帰
    させ、加工圧力及び/又は定盤の回転数を下げた期間に
    おける研磨量の減少分に相当する分だけ定常状態の研磨
    を延長することを特徴とする研磨時の薄板状ワーク破損
    防止方法。
JP5688298A 1998-03-09 1998-03-09 研磨時の薄板状ワーク破損防止方法 Pending JPH11254311A (ja)

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