專利名稱：半導體晶片的研磨方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對半導體晶片進行研磨的方法，尤其涉及對研磨開始時發(fā)生的振動加以抑制的半導體晶片的研磨方法。
背景技術(shù)：
在半導體晶片的制造過程中，為了消除晶片表面的凹凸，將其加工成平坦度很高的鏡面，要用研磨裝置對晶片實施研磨加工。圖1是使用傳統(tǒng)的研磨裝置進行半導體晶片的研磨加工的示意圖，圖1 (a)是主視圖，圖1 (b)是俯視圖。該圖中所示的研磨裝置由保持晶片的工件載體4和具備研磨布 3的工作臺2構(gòu)成。用圖1所示的研磨裝置對晶片5實施研磨加工時，用工件載體4保持晶片5，然后通過加載來推壓晶片5和研磨布3，同時使工件載體4和工作臺2向圖1 (b)中所示的空心箭頭方向旋轉(zhuǎn)。在研磨加工時，受到推壓的晶片5與研磨布3之間產(chǎn)生摩擦，從而使由工件載體4的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的摩擦力及由工作臺2的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的摩擦力分別作用于工件載體4及工作臺2上。作用于工件載體及工作臺上的摩擦力就成為工件載體、工作臺或整個裝置發(fā)生振動的主要原因，而且摩擦力的增加不僅容易發(fā)生振動，還會加劇所發(fā)生的振動。在研磨加工過程中開始研磨的操作有以下情況一種是在對研磨布和晶片進行推壓的狀態(tài)下使靜止的工作臺和工件載體旋轉(zhuǎn)的情況，另一種是在研磨布和晶片脫離的狀態(tài)下使工作臺及工件載體旋轉(zhuǎn)之后再對研磨布和晶片進行推壓的情況。在后者的情況下，會在研磨布和工件載體受到推壓的瞬間產(chǎn)生負荷，并且這種負荷會隨著晶片直徑或工作臺直徑的增大而增大。因此，當晶片直徑大或工作臺直徑大時，研磨的開始操作往往在已對研磨布和晶片進行推壓的狀態(tài)下進行。近年來，隨著晶片的大直徑化，在研磨加工中晶片與研磨布間的接觸面積增大，同時為了確保所需的研磨比率和表面質(zhì)量，推壓加載也會增大。接觸面積及加載的增大會使研磨布與晶片之間產(chǎn)生的摩擦力增大。而且當在對研磨布和晶片進行推壓的狀態(tài)下開始研磨時，開始時的摩擦為靜摩擦，因此產(chǎn)生的摩擦力最大。從而，在對大直徑晶片進行研磨加工時，研磨開始時極易發(fā)生振動，而且所發(fā)生的振動劇烈。在晶片研磨加工時發(fā)生的振動會誘發(fā)晶片破裂，并且會損傷研磨布，使之扭歪。一旦研磨布扭歪，就會使晶片的研磨面受到損傷而導致缺陷，因此要重換研磨布，會降低產(chǎn)品的合格率。針對這種在晶片研磨加工時發(fā)生振動的問題，專利文獻1提出了一種研磨裝置， 該裝置是在工件載體的旋轉(zhuǎn)軸軸承與收納該軸承的殼體之間安裝壓電元件。采用專利文獻 1記載的研磨裝置，當在研磨加工時發(fā)生振動時，壓電元件會對工件載體施加衰減力，使振動衰減，由此來抑制振動。專利文獻2提出的研磨裝置則是工作臺旋轉(zhuǎn)軸軸承采用流體軸承來代替滾珠軸承，由此來抑制滾珠軸承中所用的滾珠因制造誤差而不是滾圓從而導致旋轉(zhuǎn)時工作臺發(fā)生微小振動的問題。這樣就不會在晶片的研磨面上形成漣漪狀的微小凹凸，因此能夠提高研磨面的平坦性。雖然專利文獻1和專利文獻2提出的研磨裝置對于抑制振動具有一定的效果，但其裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此存在設(shè)備成本和維修成本方面的問題。而且運用到已有設(shè)備上時，必須大幅度地改變工件載體或工作臺的結(jié)構(gòu)，因此很困難。專利文獻1 日本發(fā)明專利申請?zhí)亻_2000-6013號公報專利文獻2 日本發(fā)明專利申請?zhí)亻_2000-308960號公報發(fā)明要解決的問題
如上所述，在半導體晶片的研磨加工中，傳統(tǒng)的研磨方法存在以下問題一旦在對研磨布和晶片進行了推壓的狀態(tài)下使靜止的工作臺和工件載體以規(guī)定的轉(zhuǎn)速開始研磨，晶片與研磨布之間的摩擦就會使摩擦力作用于工件載體及工作臺并發(fā)生振動。而且如果用傳統(tǒng)的研磨裝置來抑制振動的發(fā)生，則裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此存在設(shè)備成本及維修成本的問題，而且運用到已有設(shè)備上時，需要大幅度地改變裝置結(jié)構(gòu)，因此很困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述情況，目的在于提供一種半導體晶片的研磨方法，在晶片的研磨加工過程中，能夠在對研磨布和晶片實施了推壓的狀態(tài)下使靜止的工件載體和工作臺以規(guī)定轉(zhuǎn)速開始研磨之際抑制振動的發(fā)生。如前所述，在開始研磨之際，由于工件載體及工作臺的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的摩擦力分別作用于工件載體及工作臺。本發(fā)明的發(fā)明人考慮到由于這些摩擦力隨著工作臺及工件載體的旋轉(zhuǎn)而增減，從而會反復(fù)形成粘附(m、y々)狀態(tài)和滑行(卞'J y 狀態(tài)，并發(fā)生自激振動。還考慮到在作用于工件載體及工作臺的摩擦力中，由工作臺的旋轉(zhuǎn)而發(fā)生并作用于工件載體的摩擦力對于自激振動的發(fā)生影響較大。這個因工作臺旋轉(zhuǎn)而作用于工件載體上的摩擦力在上述圖1 (b)中沿黑色箭頭所示的方向起作用。對于由工作臺旋轉(zhuǎn)發(fā)生并作用于工件載體的摩擦力，已知通過在研磨開始時使工作臺低速旋轉(zhuǎn)及/或使工件載體高速旋轉(zhuǎn)，能夠使研磨布與晶片之間的摩擦在早期即從靜摩擦變?yōu)閯幽Σ敛p輕程度?；谏鲜鲋R進行了種種試驗和專心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)關(guān)于后述的工作臺加速度及工件載體加速度，能夠通過使工作臺加速度比工件載體加速度小來抑制振動的發(fā)生。本發(fā)明正是基于上述知識完成的，以下述(1) (3)的半導體晶片的研磨方法為
^匕不曰。(1) 一種半導體晶片的研磨方法，對由工件載體保持的半導體晶片和工作臺所具備的研磨布進行推壓，同時使所述工件載體和所述工作臺旋轉(zhuǎn)，以對所述半導體晶片進行研磨，其特征在于，在對所述研磨布和所述半導體晶片進行了推壓的狀態(tài)下，使靜止的所述工作臺和所述工件載體以規(guī)定的轉(zhuǎn)速開始研磨之際，工作臺加速度和工件載體加速度滿足以下的式(1)，A<B(1)
其中，設(shè)所述工作臺加速度為A (mm/s2)，設(shè)所述工件載體加速度為B (mm/s2)。(2)在上述(1)記載的半導體研磨方法中，最好將所述半導體晶片的直徑設(shè)定為所述工作臺的直徑的30%以上。(3)在上述(1)或(2)記載的半導體晶片的研磨方法中，最好將所述工件載體的所述規(guī)定的轉(zhuǎn)速設(shè)定為與所述工作臺的所述規(guī)定的轉(zhuǎn)速相等。在本發(fā)明中，所謂“工作臺加速度”以及“工件載體加速度”是指在半導體晶片的研磨面內(nèi)工作臺及工件載體的圓周速度最大的那個點(以下又稱為“最大圓周速度點”)上的工作臺及工件載體的圓周速度(以下又稱為“工作臺最大圓周速度”以及“工件載體最大圓周速度”)的加速度。關(guān)于最大圓周速度，如后述的圖2所示。圖2是示意地表示用研磨裝置對晶片進行研磨的狀態(tài)的俯視圖，示出工作臺及工件載體的圓周速度最大的那個點。在該圖中示出圖中未示的工作臺所具備的研磨布3和由圖中未示的工件載體保持的晶片5。如該圖所示，最大圓周速度點X是在晶片外周上的點， 且是距離工作臺旋轉(zhuǎn)中心最遠的點。在本發(fā)明中，該最大圓周速度點X上的工作臺圓周速度的加速度為工作臺加速度，工件載體的圓周速度的加速度為工件載體加速度。發(fā)明的效果
本發(fā)明的半導體晶片的研磨方法是在對研磨布和晶片進行了推壓的狀態(tài)下，使靜止的工件載體和工作臺以規(guī)定的轉(zhuǎn)速開始研磨之際，通過使工作臺加速度比工件載體加速度小，來抑制振動的發(fā)生。因此，無須改變已有設(shè)備的裝置結(jié)構(gòu)，能夠控制設(shè)備成本及維修成本，能夠抑制在開始研磨之際發(fā)生的振動。


圖1是使用傳統(tǒng)的研磨裝置進行半導體晶片的研磨加工的示意圖，圖1 (a)是主視圖，圖1 (b)是俯視圖。圖2是示意地表示用研磨裝置對晶片進行研磨的狀態(tài)的俯視圖，表示工作臺及工件載體的圓周速度最大的那個點。圖3是表示經(jīng)過時間(秒)與工作臺及工件載體的轉(zhuǎn)速(rpm)的關(guān)系的圖。圖4是表示經(jīng)過時間(秒)與工作臺及工件載體的最大圓周速度(mm/s)的關(guān)系的圖。符號說明
1研磨裝置，2工作臺，3研磨布， 4工件載體，5半導體晶片，X最大圓周速度點
具體實施例方式以下詳細說明本發(fā)明的半導體晶片的研磨方法。本發(fā)明的半導體晶片的研磨方法對由工件載體保持的半導體晶片和工作臺所具備的研磨布進行推壓，同時使工件載體和工作臺旋轉(zhuǎn)，以對半導體晶片進行研磨，其特征在于，在對研磨布和半導體晶片進行了推壓的狀態(tài)下，使靜止的工作臺和工件載體以規(guī)定的轉(zhuǎn)速開始研磨之際，工作臺加速度和工件載體加速度滿足以下的式(1)，A<B(1)
其中，設(shè)工作臺加速度為A(mm/s2)，設(shè)工件載體加速度為B (mm/s2)。通過使工作臺加速度和工件載體加速度滿足式(1)，即，通過使工作臺加速度比工件載體加速度小，能夠在研磨開始初期使晶片與研磨布之間的靜摩擦變成動摩擦，能夠減輕作用于工件載體上的因工作臺旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的摩擦力。由此能夠抑制由摩擦力的增減引起的、因反復(fù)形成粘附狀態(tài)和滑行狀態(tài)而發(fā)生的自激振動。本發(fā)明的半導體晶片的研磨方法最好是半導體晶片的直徑為工作臺直徑的30% 以上。如果晶片直徑與工作臺直徑的比例不到30%，S卩，如果晶片直徑較小，則研磨布與晶片之間產(chǎn)生的摩擦力較小，因此不易發(fā)生振動，并且發(fā)生的振動亦微小。在這種情況下，即使采用本發(fā)明的半導體晶片的研磨方法，也難以得到抑制振動的效果。而如果晶片直徑很大，晶片直徑與工作臺直徑的比例為30%以上，則在研磨布與晶片之間產(chǎn)生的摩擦力會增大，不僅容易產(chǎn)生振動，而且產(chǎn)生的振動劇烈。在這種情況下， 如果采用本發(fā)明的半導體晶片的研磨方法，就能夠得到抑制振動的效果。不過，晶片直徑最好不到工作臺直徑的50%。這是因為，一旦晶片直徑達到工作臺直徑的50%以上，就會在晶片覆蓋工作臺中心的狀態(tài)下進行研磨，會使工作臺中心附近的研磨漿(卞7 U )供給能力顯著惡化，導致研磨布容易惡化，不能均勻地研磨晶片。本發(fā)明的半導體晶片的研磨方法最好是工件載體和工作臺的轉(zhuǎn)速相等，這樣對晶片進行研磨。這是因為，這樣一來，在晶片面內(nèi)的任何部位，對于研磨布的相對行走距離都相等，能夠均勻地對晶片進行研磨。[實施例]
為了確認本發(fā)明的半導體晶片的研磨方法的效果，進行了以下試驗。[試驗條件]
用上述圖1所示結(jié)構(gòu)的研磨裝置對半導體晶片進行了研磨并研究了振動的發(fā)生狀況。 研磨開始之際，在對研磨布和半導體晶片進行了推壓的狀態(tài)下，使靜止的工件載體和工作臺旋轉(zhuǎn)并達到規(guī)定的轉(zhuǎn)速。在研磨開始的操作時，無須對工件載體加載推壓力，而是利用工件載體的自重來推壓晶片和研磨布。研磨裝置采用的工作臺直徑為1200mm，工作臺旋轉(zhuǎn)中心與工件載體旋轉(zhuǎn)中心的距離為300mm，并試用直徑450mm的晶片。工件載體及工作臺的轉(zhuǎn)速設(shè)定為30rpm，并控制工作臺從靜止狀態(tài)起用10秒鐘達到設(shè)定的轉(zhuǎn)速。關(guān)于工件載體，從靜止狀態(tài)達到設(shè)定的轉(zhuǎn)速所需的時間在本發(fā)明例1中是 3. 1秒，在本發(fā)明例2中是4. 6秒，在比較例1中是6. 6秒，在比較例2中是9. 3秒。在本試驗中，是從進行研磨開始的操作起經(jīng)過的25秒期間內(nèi)，每1秒記錄一次工件載體和工作臺的轉(zhuǎn)速。[試驗結(jié)果]
圖3是表示經(jīng)過時間(秒)與工作臺及工件載體的轉(zhuǎn)速(rpm)的關(guān)系的圖。根據(jù)該圖所示的曲線，可以確認本發(fā)明例及比較例都如設(shè)定的時間經(jīng)過所示，工作臺及工件載體達到規(guī)定的轉(zhuǎn)速。從該圖所示的轉(zhuǎn)速(rpm)計算出各經(jīng)過時間內(nèi)工作臺及工件載體的最大圓周速度。圖4是表示經(jīng)過時間(秒)與工作臺及工件載體的最大圓周速度(mm/s)間的關(guān)系的圖。在該圖中，表示工作臺最大圓周速度的曲線的傾斜度為工作臺加速度(mm/s2)，表示工件載體最大圓周速度的曲線的傾斜度為工件載體加速度(mm/s2)。在本發(fā)明例1及本發(fā)明例2中，表示工作臺最大圓周速度的曲線的傾斜度比表示工件載體最大圓周速度的曲線的傾斜度小，即，工作臺加速度比工件載體加速度小，進行研磨開始的操作時以及以規(guī)定轉(zhuǎn)速進行研磨時沒有發(fā)生振動。在比較例1中，工作臺加速度比工件載體加速度大，進行研磨開始的操作時發(fā)生了振動，但在以規(guī)定轉(zhuǎn)速進行研磨時沒有發(fā)生振動。在比較例2中，工作臺加速度明顯比工件載體加速度大，進行研磨開始的操作時發(fā)生了劇烈振動，但在以規(guī)定轉(zhuǎn)速進行研磨時沒有發(fā)生振動。由此可確認，采用本發(fā)明的半導體晶片的研磨方法，當在對研磨布和晶片進行了推壓的狀態(tài)下使工作載體和工作臺旋轉(zhuǎn)、以開始進行研磨之際，能夠抑制在研磨裝置中發(fā)生的振動。工業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的半導體晶片的研磨方法在對研磨布和晶片進行了推壓的狀態(tài)下，使靜止的工件載體和工作臺以規(guī)定的轉(zhuǎn)速開始研磨之際，通過使工作臺加速度比工件載體加速度小， 能夠抑制在研磨裝置上發(fā)生的振動。因此，無須改變已有設(shè)備的裝置結(jié)構(gòu)，能抑制設(shè)備成本和維修成本，并能抑制振動的發(fā)生。從而，通過將本發(fā)明的半導體晶片的研磨方法運用到半導體晶片的制造中，不僅能夠抑制振動導致的晶片破裂，還能減輕對研磨布的損傷，因此能夠提高產(chǎn)品合格率，并提高半導體晶片的生產(chǎn)效率。
權(quán)利要求
1.一種半導體晶片的研磨方法，對由工件載體保持的半導體晶片和工作臺所具備的研磨布進行推壓，同時使所述工件載體和所述工作臺旋轉(zhuǎn)，以對所述半導體晶片進行研磨，其特征在于，在對所述研磨布和所述半導體晶片進行了推壓的狀態(tài)下，使靜止的所述工作臺和所述工件載體以規(guī)定的轉(zhuǎn)速開始研磨之際，工作臺加速度和工件載體加速度滿足以下的式(1 )， A<B(1)其中，設(shè)所述工作臺加速度為A (mm/s2)，設(shè)所述工件載體加速度為B (mm/s2)。
2.如權(quán)利要求1所述的半導體晶片的研磨方法，其特征在于，所述半導體晶片的直徑為所述工作臺的直徑的30%以上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的半導體晶片的研磨方法，其特征在于，所述工件載體的所述規(guī)定的轉(zhuǎn)速設(shè)定為與所述工作臺的所述規(guī)定的轉(zhuǎn)速相等。
全文摘要
一種半導體晶片的研磨方法，對由工件載體保持的半導體晶片和工作臺所具備的研磨布進行推壓，同時使工件載體和工作臺旋轉(zhuǎn)，以對半導體晶片進行研磨，其特征在于，在對研磨布和半導體晶片進行了推壓的狀態(tài)下，使靜止的工作臺和工件載體以規(guī)定的轉(zhuǎn)速開始研磨之際，使工作臺加速度比工件載體加速度小，由此來抑制在開始研磨之際發(fā)生的振動。本發(fā)明的半導體晶片的研磨方法最好是將半導體晶片的直徑設(shè)定為工作臺直徑的30％以上。
文檔編號B24B37/10GK102574266SQ20108004846
公開日2012年7月11日 申請日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月26日
發(fā)明者寺川良也, 青木健司 申請人:勝高股份有限公司