工件的兩面研磨裝置及兩面研磨方法
【專利摘要】本發明的工件的兩面研磨裝置具備旋轉平板、恒星齒輪、內齒輪、載體板，前述旋轉平板具有上平板及下平板，前述恒星齒輪設置于前述旋轉平板的中心部，前述內齒輪設置于前述旋轉平板的外周部，前述載體板設在前述上平板與前述下平板之間，具有保持工件的1個以上的保持孔，其特征在于，還具備滴下供給部、壓送供給部，前述滴下供給部將研磨漿借助自然滴下向前述上下平板間供給，前述壓送供給部將研磨漿借助壓送向前述上下平板間供給，能夠從前述滴下供給部及前述壓送供給部將研磨漿同時向前述上下平板間供給。
【專利說明】
工件的兩面研磨裝置及兩面研磨方法
技術領域
[0001 ] 本發明涉及工件的兩面研磨裝置及兩面研磨方法。
【背景技術】
[0002]在作為供研磨的工件的典型例的硅晶片等半導體晶片的制造中，為了得到更高精度的晶片的平坦度品質及表面粗糙度品質，采用將晶片的正反面同時研磨的兩面研磨工
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[0003]該兩面研磨通常使用在上下平板之間具有設有保持工件的孔的載體板的兩面研磨裝置，將工件保持在該載體板的保持孔中，通過一邊供給研磨漿一邊使上下平板旋轉，使貼附在上下平板上的研磨墊與工件的正反面滑動，來將工件的兩面同時研磨。
[0004]這里，通常研磨漿被從漿供給源向設在上平板的上方的漿環暫時供給，通過從那里自然滴下，穿過將上平板貫通的漿供給孔被向研磨墊上供給。
[0005]但是，在借助自然滴下的研磨漿的供給方法中，即使調整研磨漿的流量來使流量變多，也有研磨漿不能向研磨面充分流入的情況，在這樣的情況下，有可能研磨漿的供給量不足而導致研磨速率的下降或工件的凸形狀化等。這樣的問題特別在使用450mm以上的大口徑的工件的情況下等成為顯著的問題。
[0006]對此，提出了使用壓送栗將研磨漿向上下平板間直接壓送的方法(例如，參照專利文獻I)。根據該方法，由于將研磨漿壓送，所以能夠確保研磨面上的研磨漿的供給量，能夠使工件的形狀控制的精度提高。
[0007]專利文獻1:日本特許第4163485號公報。
[0008]但是，如專利文獻I中記載那樣，在將研磨漿壓送的方式中，研磨漿的流量越增加，背壓越增大，借助平板的向工件的研磨壓力變得不適當，有導致研磨速率的下降的問題。
【發明內容】
[0009]本發明想要解決上述問題，其目的是提供一種能夠在維持較高的研磨速率的同時得到希望的工件的形狀的工件的兩面研磨裝置及研磨方法。
[0010]本發明的主旨方案是以下這樣的。
[0011]本發明的工件的兩面研磨裝置具備旋轉平板、恒星齒輪、內齒輪、載體板，前述旋轉平板具有上平板及下平板，前述恒星齒輪設置于前述旋轉平板的中心部，前述內齒輪設置于前述旋轉平板的外周部，前述載體板設在前述上平板與前述下平板之間，具有保持工件的I個以上的保持孔，其特征在于，還具備滴下供給部、壓送供給部，前述滴下供給部將研磨漿借助自然滴下向前述上下平板間供給，前述壓送供給部將研磨漿借助壓送向前述上下平板間供給，能夠從前述滴下供給部及前述壓送供給部將研磨漿同時向前述上下平板間供給。
[0012]這里，所謂“自然滴下”，是指不是壓送供給、而是借助重力落下向平板間供給的漿滴下方式。
[0013]此外，在本發明的工件的兩面研磨裝置中，優選的是，前述滴下供給部及前述壓送供給部分別具有調整研磨楽的流量的流量調整閥。
[0014]進而，在本發明的工件的兩面研磨裝置中，優選的是，前述滴下供給部及前述壓送供給部分別具有漿供給孔。
[0015]進而，在本發明的工件的兩面研磨裝置中，優選的是，前述壓送供給部設在前述恒星齒輪的上方。
[0016]這里，本發明的工件的研磨方法，將工件保持到設有保持工件的I個以上的保持孔的載體板上，將該工件用由上平板及下平板構成的旋轉平板夾入，借助設在前述旋轉平板的中心部的恒星齒輪的旋轉和設在前述旋轉平板的外周部的內齒輪的旋轉，使前述旋轉平板和前述載體板相對旋轉，將前述工件的兩面同時研磨，其特征在于，在將研磨漿借助自然滴下向前述上下平板間供給的同時，將研磨漿借助壓送向前述上下平板間供給。
[0017]此外，在本發明的工件的研磨方法中，優選的是，借助壓送的研磨漿的流量是研磨漿的總流量的5%?50%。
[0018]另外，所謂“研磨漿的總流量”，是指借助自然滴下的研磨漿的流量與借助壓送的研磨楽的流量的和。
[0019]進而，在本發明的工件的研磨方法中，優選的是，從前述恒星齒輪的上方將研磨漿借助壓送向前述上下平板間供給。
[0020]根據本發明，能夠提供一種能夠在維持較高的研磨速率的同時得到希望的工件的形狀的工件的兩面研磨裝置及研磨方法。
【附圖說明】
[0021]圖1是表示有關本發明的一實施方式的工件的兩面研磨裝置的剖視圖。
[0022]圖2是關于進行僅借助壓送的研磨漿的供給的情況、表示使研磨漿的流量變化時的研磨速率及GBIR的評價結果的圖。
[0023]圖3是關于進行僅借助自然滴下的研磨漿的供給的情況、表示使研磨漿的流量變化時的研磨速率及GBIR的評價結果的圖。
[0024]圖4是是關于以并用自然滴下和壓送的方式進行研磨漿的供給的情況、表示使研磨漿的流量變化時的研磨速率及GBIR的評價結果的圖。
[0025]圖5是表示使相對于研磨漿的總流量的、借助壓送的研磨漿的流量分配變化時的研磨速率及GBIR的評價結果的圖。
【具體實施方式】
[0026]以下，參照附圖對本發明的實施方式詳細地例示說明。
[0027]圖1是表示有關本發明的一實施方式的工件的兩面研磨裝置的剖視圖。如圖1所示，該兩面研磨裝置I具備:旋轉平板(定盤)4、恒星齒輪5、內齒輪(internal gear)6、載體板7，前述旋轉平板4具有上平板2及下平板3，前述恒星齒輪5被設置于旋轉平板4的中心部，前述內齒輪6被設置于旋轉平板4的外周部，前述載體板7被設置于上平板2與下平板3之間，具有保持工件的I個以上的保持孔(未圖示)。另外，雖然省略了圖示，但在上平板2的作為研磨面的下表面及下平板3的作為研磨面的上表面上分別貼附著研磨墊。
[0028]這里，如圖1所示，在上平板2的下表面的中央部設有凹部，該部分為密閉的構造。此外，恒星齒輪5和下平板3分別獨立地旋轉，而恒星齒輪3與下平板3之間的間隙被密封，成為研磨漿不泄漏的構造。此外，如圖1所示，恒星齒輪5的上表面位于比載體板7的上表面靠上側的位置。
[0029]此外，如圖1所示，本實施方式的兩面研磨裝置I具備將研磨漿借助自然滴下向上下平板2、3間供給的、在圖示例中為兩個的滴下供給部8。
[0030]在圖示例中，該滴下供給部8具有漿供給源9、流量調整閥10、滴下用供給軟管11、漿供給嘴13、供給軟管14、漿供給孔15，前述漿供給源9是研磨漿的供給源，前述流量調整閥10調整研磨漿的流量，研磨漿穿過兩股前述滴下用供給軟管11，前述漿供給嘴13連接于滴下用供給軟管11的末端，配置在被暫時供給研磨漿的漿環12的上方，前述供給軟管14從漿環12通過滴下將研磨漿向上下平板2、3間供給，前述漿供給孔15將上平板2貫通，連接著該供給軟管14。
[0031]另外，在本實施方式中，兩面研磨裝置I具有兩個滴下供給部8，但滴下供給部8只要有I個以上就可以，個數沒有被特別限定。
[0032]此外，在圖示例中，使用從I個漿供給源9及I個流量調整閥10分支來延伸的兩股滴下用供給軟管11，但也可以是各滴下供給部8分別具有漿供給源9及流量調整閥10。
[0033]進而，在圖示例中，兩個滴下供給部8分別具有3個供給軟管14，具有與這3個各自的供給軟管14對應的3個漿供給孔15，但在本發明中，供給軟管14及漿供給孔15的個數沒有被特別限定。
[0034]這里，還如圖1所示，在本實施方式中，兩個滴下供給部8的3個漿供給孔15設在載體板7的上方。
[0035]進而，如圖1所示，本實施方式的兩面研磨裝置I具備將研磨漿通過壓送向上下平板2、3間供給的、在圖示例中為I個的壓送供給部16。
[0036]在圖示例中，該壓送供給部16具有借助栗作用將研磨漿以既定的壓力壓送的漿供給栗17、調整研磨漿的流量的流量調整閥18、被壓送的研磨漿穿過的壓送用供給軟管19、和連接在該壓送用供給軟管19上、將上平板2的中心部貫通的壓送用供給嘴20。并且，在圖示例中，壓送供給部16設在恒星齒輪5的上方。
[0037]另外，在本實施方式中，兩面研磨裝置I僅具有I個壓送供給部16，但在本發明中，兩面研磨裝置I也可以具有兩個以上的壓送供給部16。
[0038]使用該兩面研磨裝置I，將工件保持在設有保持工件的I個以上的保持孔的載體板7上，將該工件用由上平板2及下平板3構成的旋轉平板4夾入，通過一邊將研磨漿向貼附在上下平板2、3上的研磨墊(未圖示)上供給，一邊使恒星齒輪5和內齒輪6旋轉，能夠使旋轉平板4和載體板7相對旋轉，將工件的兩面同時研磨。
[0039]這里，研磨漿的供給通過將研磨漿用滴下供給部8滴下來向上下平板2、3間供給的同時、將研磨漿用壓送供給部16壓送來向上下平板2、3間供給來進行。此時，借助滴下的研磨楽的流量及借助壓送的研磨楽的流量可以通過流量調整閥10、18的閥的開閉量來調整。
[0040]以下，對本實施方式的作用效果進行說明。
[0041]根據本實施方式，由于能夠將研磨漿用滴下供給部8滴下來向上下平板2、3間供給的同時、將研磨漿用壓送供給部16壓送來向上下平板2、3間供給，所以對于僅借助自然滴下研磨漿可能供給不足的工件中心部，也由于并用壓送方式所以能夠將研磨漿充分地供給，能夠防止工件的凸形狀化等的形狀控制的惡化。另一方面，若只是壓送方式，則如果使研磨漿的流量增大則發生背壓，有可能在工件上沒有作用希望的研磨壓力而研磨速率下降，而在本實施方式中，由于并用借助自然滴下的研磨漿的供給，所以即使使研磨漿的流量增加也不產生背壓，能夠以高研磨速率進行穩定的加工。
[0042]這樣，根據本實施方式，通過并用借助自然滴下的研磨漿的供給和借助壓送的研磨漿的供給，能夠在維持較高的研磨速率的同時得到希望的工件的形狀。
[0043]這里，在本發明中，滴下供給部8及壓送供給部16優選的是分別具有調整研磨漿的流量的流量調整閥10、18。并且，借助壓送的研磨楽:的流量優選的是調整為研磨楽的總流量的5%?50%。這是因為，如在后述的實施例中說明那樣，通過設為該范圍，特別能夠在維持較高的研磨速率的同時還得到平坦度較高的研磨后的工件。
[0044]此外，在本發明中，滴下供給部8及壓送供給部16優選的是分別具有漿供給孔15、
20。由此，能夠從上平板2的上方經由該漿供給孔15、20供給研磨漿。
[0045]進而，在本發明中，壓送供給部16優選的是設在恒星齒輪5的上方，從那里將壓送的研磨漿供給。這是因為，由此從壓送供給部16壓送的研磨漿從恒星齒輪5的上表面借助離心力向工件的中心部流入，由此，向僅借助自然滴下研磨漿的供給量可能不足的部位也能夠效率良好地供給研磨漿，能夠進一步確保研磨量。
[0046]以下，對本發明的實施例進行說明，但本發明完全不受該實施例限定。
實施例
[0047]為了確認本發明的效果，作為發明例，使用圖1所示的兩面研磨裝置進行兩面研磨，進行評價研磨速率及GBIR(Global Backside Ideal Range)的試驗。
[0048]此外，作為比較例I，關于僅借助壓送供給研磨漿的情況進行同樣的評價，作為比較例2，關于僅借助自然滴下供給研磨漿的情況進行同樣的評價。
[0049]這里，在上述試驗中，發明例及比較例1、2都共通地設為以下的條件。
[0050]研磨墊使用口一二夕公司制的suba800，研磨楽使用口一二夕公司制的nalco2350。上下平板的轉速設為20?30rpm，加工面壓設為300g/cm2。此外，使用的上下平板的直徑是2000mm，晶片的直徑是450mm。進而，載體板的厚度是920μπι，作為目標的晶片的厚度設為923μηι。
[0051]這里，研磨速率是將研磨結束后的晶片的厚度與研磨開始前的晶片的厚度的差設為研磨量(MO、通過將該研磨量用研磨時間(min)除來求出的。
[0052]晶片的厚度使用基恩士(年一工>只)公司制的激光變位計測量。
[0053]此外，GBIR是以假定為將研磨后的晶片的背面完全吸附的情況下的該晶片的背面為基準，通過計算該晶片整體的最大變位與最小變位的差來求出的，使用基恩士(年一工VX )公司制的激光變位計測量。
[0054]〈比較例1>
圖2是關于有關比較例I的進行僅借助壓送的研磨漿的供給的情況、表示使研磨漿的流量按照lL/min變化時的研磨速率及GBIR的評價結果的圖。
[0055]如圖2所示，在僅借助壓送方式的研磨漿的供給的情況下，如果使研磨漿流量增大，則GBIR變小，可知雖然晶片的平坦度提高，但研磨速率逐漸減小。
[0056]〈比較例2>
圖3是關于有關比較例2的進行僅借助自然滴下的研磨漿的供給的情況、表示使研磨漿的流量按照lL/min變化時的研磨速率及GBIR的評價結果的圖。
[0057]如圖3所示，在僅借助自然滴下方式的研磨漿的供給的情況下，可知即使使研磨漿的流量增大，GBIR也只是平緩地被改善。另一方面，可知研磨速率不怎么隨著研磨漿的流量而變化。
[0058]〈發明例〉
圖4是關于有關發明例的以并用自然滴下和壓送的方式進行研磨漿的供給的情況、表示使研磨漿的流量按照IL/min變化時的研磨速率及GBIR的評價結果的圖。另外，在圖4中，借助壓送的研磨楽的流量設為研磨楽的總流量的20%。
[0059]如圖4所示，根據本發明，研磨速率不論研磨漿的流量如何都在較高的水平(約0.55μπι/π?η)下穩定，并且即使在研磨漿的流量變化的情況下也能夠維持良好的GBIR(約
0.2μπι)，因而可知，研磨后的晶片的形狀的變化較小，容易控制為相同的完成形狀。此外，GBIR的值也比圖2、圖3所示的情況低，可知研磨后的晶片的平坦度較高。
[0060]這樣，根據圖4所示的結果，能夠確認本發明的由自然滴下方式和壓送方式的并用帶來的協同效果。
[0061]接著，圖5是關于發明例、表示使相對于研磨漿的總流量的借助壓送的研磨漿的流量分配變化時的研磨速率及GBIR的評價結果的圖。另外，在圖5中，研磨漿的總流量以13L/min固定。
[0062]如圖5所示，可知隨著使相對于研磨漿的總流量的借助壓送的研磨漿的流量分配增大，晶片的凸形狀向凹形狀變化。
[0063]特別是，研磨速率在借助壓送的研磨漿的流量為研磨漿的總流量的5%?70%的范圍中是良好的，GBIR在借助壓送的研磨漿的流量為研磨漿的總流量的5%?50%的范圍中是良好的。即，可知在借助壓送的研磨漿的流量為研磨漿的總流量的5%?50%的范圍中，能夠在維持較高的研磨速率的同時得到較高平坦度的研磨后的工件。
[0064]產業上的可利用性
根據本發明，能夠提供一種能夠在維持較高的研磨速率的同時得到希望的工件的形狀的工件的兩面研磨裝置及研磨方法。
[0065]本發明特別適合作為直徑450mm以上的大口徑的工件的兩面研磨裝置及兩面研磨方法。
[0066]附圖標記說明
I兩面研磨裝置;2上平板;3下平板;4旋轉平板;5恒星齒輪;6內齒輪;7載體板；8滴下供給源;9漿供給源；10流量調整閥；11滴下用供給軟管；12漿環；13漿供給嘴；14供給軟管；15漿供給孔;16壓送供給部；17漿供給栗；18流量調整閥；19壓送用供給軟管;20漿供給孔。
【主權項】
1.一種工件的兩面研磨裝置，具備旋轉平板、恒星齒輪、內齒輪、載體板，前述旋轉平板具有上平板及下平板，前述恒星齒輪設置于前述旋轉平板的中心部，前述內齒輪設置于前述旋轉平板的外周部，前述載體板設在前述上平板與前述下平板之間，具有保持工件的I個以上的保持孔，其特征在于， 還具備滴下供給部、壓送供給部， 前述滴下供給部將研磨漿借助自然滴下向前述上下平板間供給， 前述壓送供給部將研磨漿借助壓送向前述上下平板間供給， 能夠從前述滴下供給部及前述壓送供給部將研磨漿同時向前述上下平板間供給。2.如權利要求1所述的工件的兩面研磨裝置，其特征在于， 前述滴下供給部及前述壓送供給部分別具有調整研磨漿的流量的流量調整閥。3.如權利要求1或2所述的工件的兩面研磨裝置，其特征在于， 前述滴下供給部及前述壓送供給部分別具有漿供給孔。4.如權利要求1?3中任一項所述的工件的兩面研磨裝置，其特征在于， 前述壓送供給部設在前述恒星齒輪的上方。5.—種工件的兩面研磨方法，將工件保持到設有保持工件的I個以上的保持孔的載體板上，將該工件用由上平板及下平板構成的旋轉平板夾入，借助設在前述旋轉平板的中心部的恒星齒輪的旋轉和設在前述旋轉平板的外周部的內齒輪的旋轉，使前述旋轉平板和前述載體板相對旋轉，將前述工件的兩面同時研磨，其特征在于， 在將研磨漿借助自然滴下向前述上下平板間供給的同時，將研磨漿借助壓送向前述上下平板間供給。6.如權利要求5所述的工件的兩面研磨方法，其特征在于， 借助壓送的研磨楽的流量是研磨楽的總流量的5%?50%。7.如權利要求5或6所述的工件的兩面研磨方法，其特征在于， 從前述恒星齒輪的上方將研磨漿借助壓送向前述上下平板間供給。
【文檔編號】B24B37/00GK105873724SQ201480063032
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年7月30日
【發明人】御廚俊介, 三浦友紀
【申請人】勝高股份有限公司