專利名稱：研磨頭、研磨裝置以及工件的剝離方法
技術領域：
本發明涉及一種研磨頭及具備該研磨頭的研磨裝置、以及將工件從研磨布剝離的方法，該研磨頭是在研磨工件表面時用以保持工件的背面。
背景技術：
作為研磨硅芯片等半導體芯片的表面的裝置，有用以每次單面研磨芯片的單面研 磨裝置、及雙面同時研磨的雙面研磨裝置。通常的單面研磨裝置，例如圖10所示，是由貼合有研磨布74的轉盤(平臺)73、研 磨劑供給機構76、及研磨頭72等所構成。此種研磨裝置71，是利用研磨頭72來保持芯片 W，并從研磨劑供給機構76將研磨劑75供給至研磨布74上，并使轉盤73及研磨頭72各自 旋轉，通過使芯片W的表面滑動接觸研磨布74來進行研磨。作為保持工件的方法，有通過蠟等黏著劑將工件貼合在平坦的圓盤狀板上的方 法、使用軟質墊(襯墊)進行水貼合的方法、及真空吸附的方法等。圖11是使用襯墊來保持工件的研磨頭的一個例子的概略。該研磨頭91是在由陶 瓷等所構成的圓盤狀托架92的底面，貼合聚氨酯等的襯墊95，并使該襯墊95吸收水分而通 過表面張力來保持工件W。又，為了防止在研磨中工件W從托架92脫落，在托架92的周圍 設置有環狀模板94。使用無溝槽的平面研磨布，特別是研磨如直徑為300毫米的單晶硅芯片的大口徑 的工件時，研磨工件后，即使將研磨頭上升而欲使工件從研磨布剝離，研磨后的工件因研磨 劑的表面張力而與研磨布表面黏附，會有殘留于研磨布上的問題。又，過度地提高研磨頭對 工件的吸附力時，會有舉起轉盤程度的負荷被施加在固定轉盤的軸承部上的問題。針對此問題，能夠采用在研磨布側形成溝槽，來減弱研磨布的吸附力的方法；或 是使研磨頭從轉盤的一端突出后，將研磨頭上升的方法(以下，稱為突出方式。例如，參照 日本特開2001-340170號公報)等。但是，在研磨布形成溝槽時，由于研磨布的轉印，會有在工件表面產生波紋、或因 溝槽部分卡住工件的邊緣致使工件產生破損、或是產生外周下垂等質量上的問題。又，突出 方式時因為必須確保使研磨頭突出的空間，會有裝置尺寸變大等的問題。
發明內容
因此，鑒于如此的問題點，本發明的目的是提供一種研磨頭，不必在研磨布形成溝 槽、或是使研磨頭從轉盤的一端突出，亦能夠將保持有工件的研磨頭上升而容易且安全、確 實地將工件從研磨布剝離。本發明是為了解決上述課題而開發出來，提供一種研磨頭，其特征在于至少具有用以保持工件的背面的托架，其是圓盤狀，在其周邊部形成有往上方突 出的環狀突起部及從該突出部向內伸出的環狀托架閂鎖部；研磨頭本體，用以保持該托架 同時能夠旋轉，且在內側形成有空間部，在外側形成有向外伸出的環狀研磨頭本體閂鎖部；及隔膜，其連接前述研磨頭本體及前述托架，同時將前述托架本體的空間部密閉；在使前述工件的表面與貼于轉盤上的研磨布作滑動接觸而進行研磨時，在利用與該空間部連接的壓力調整機構來調整前述密閉后的空間部的壓力的狀態下，將前述工件的 背面保持于前述托架，且在前述工件研磨后，使前述研磨頭上升來將前述工件從研磨布剝 離時，通過使前述研磨頭本體上升，并使前述托架閂鎖部閂鎖前述研磨頭本體閂鎖部而上 升，來將前述工件從研磨布剝離的研磨頭，其中具備間隔物，其是位于前述托架閂鎖部及/或研磨頭本體閂鎖部的一部分，且位 于前述托架閂鎖部與研磨頭本體閂鎖部之間，在使前述研磨頭本體上升來將前述工件從研 磨布剝離時，通過在使前述研磨頭本體上升時，使前述托架閂鎖部及/或研磨頭本體閂鎖 部與前述間隔物抵接，而使前述托架傾斜并舉起，來將前述工件從前述研磨布剝離。使用如此的研磨頭來進行研磨工件，在該工件研磨后，將工件從研磨布剝離時，能 夠容易且安全、確實地將工件從研磨布剝離。又，因為通過調節間隔物的厚度，能夠調節使 研磨頭上升時的傾斜角度，所以能夠通過簡單的操作來調節該研磨頭的傾斜角度。而且，不 會產生例如在研磨布形成溝槽的方法造成工件的被研磨面的質量變差的情形，亦不會產生 例如采用突出方式時必須增大研磨裝置的情形。此時，以在前述托架的用以保持工件的背面的面設置襯墊為佳。如此，若在托架的用以保持工件的背面的面設置襯墊時，能夠更確實地將工件保 持在托架。因此，使用此種研磨墊時，能夠更確實地將工件從研磨布剝離。又，前述托架能夠保持直徑300毫米以上的作為前述工件的半導體芯片。如此，即便托架是用以保持其研磨后與研磨布黏附力強的直徑300毫米以上的作 為工件的半導體芯片的情況，若使用依照本發明的研磨頭，能夠容易且安全、確實地將工件 從研磨布剝離。而且，本發明提供一種研磨裝置，是研磨工件表面時所使用的研磨裝置，其特征為 至少具備研磨布，是貼于轉盤上；研磨劑供給機構，用以對該研磨布上供給研磨劑；及前述本發明的研磨頭，是作為 用以保持前述工件的研磨頭。如此，使用具備本發明的研磨頭的研磨裝置來進行研磨工件，在研磨后將工件從 研磨布剝離時，是能夠容易且安全、確實地將工件從研磨布剝離的裝置。又，不會產生例如 在研磨布形成溝槽的方法造成工件的被研磨面的質量變差的情形，亦不會產生例如采用突 出方式時必須增大研磨裝置的情形。此時，以具備位置調整機構，用以自動地調整研磨頭旋轉的停止位置為佳。如此，具備自動地調整研磨頭旋轉的停止位置的位置調整機構時，能夠簡單地使 芯片位于容易剝離的旋轉角度位置，且能夠使研磨頭的旋轉位置停止在適當的位置。因此， 能夠更容易地將研磨后的芯片剝離。又，本發明提供一種工件的剝離方法，是先修整貼于轉盤上的研磨布，并使前述工 件的表面滑動接觸前述已修整后的研磨布來進行研磨后，將工件從研磨布剝離的方法，其 特征在于通過前述本發明的研磨頭來保持前述工件而進行研磨后，以使前述間隔物的位 置是相對于由前述研磨頭的中心至前述研磨布的中心，位于30°以內的旋轉位置的方式來使前述研磨頭停止旋轉，并在該旋轉位置使前述研磨頭本體上升來將前述工件剝離。如此，先進行研磨布的修整，并使用本發明的研磨頭來進行工件的表面研磨，在該 工件研磨后，以使間隔物的位置是相對于從研磨頭的中心至研磨布的中心，位于30°以內 的旋轉位置的方式，使前述研磨頭停止旋轉，來將工件從研磨布剝離時，能夠容易且安全、 確實地將工件從研磨布剝離。而且，不會產生例如在研磨布形成溝槽的方法造成工件的被 研磨面的質量變差的情形，亦不會產生例如采用突出方式時必須增大研磨裝置的情形。若使用本發明的研磨頭，在研磨工件后，在將工件從研磨布剝離時，不會使工件的 被研磨面的質量變差，能夠容易且安全、確實地將工件從研磨布剝離。又，因為能夠通過調 節間隔物的厚度來調節研磨頭上升時的傾斜角度，所以能夠通過簡單的操作來調節該研磨 頭的傾斜角度，亦能夠容易地調整芯片的剝離條件。
又，在進行修整后，使用本發明的研磨頭來進行研磨工件，并在該工件研磨后，以 間隔物是對應轉盤的中心附近的方式，停止研磨頭的旋轉位置，來將工件從研磨布剝離時， 能夠容易且安全、確實地將工件從研磨布剝離。
圖1是表示本發明的研磨頭的第1形式的概略剖面圖。圖2是表示從上方觀看本發明的研磨頭的一個例子時的概略平面圖。圖3是表示具備有本發明的研磨頭的研磨裝置的一個例子的概略構成圖。圖4是表示使用本發明的研磨頭，將工件從研磨布剝離時的動作的概略剖面圖。圖5是表示使用本發明的研磨頭，將工件從研磨布剝離時的動作的概略剖面圖。圖6是表示從上方觀看研磨頭旋轉的停止位置時的說明圖。圖7(a)是表示修整的情況的概略平面圖，(b)是表示修整后研磨布直徑方向的高 度分布的圖。圖8(a)是表示在研磨頭本體側具有間隔物的研磨頭的一個例子的概略剖面圖。圖9 (a)是表示在無間隔物位置使研磨頭上升而將工件從研磨布剝離的動作的概 略剖面圖。圖10是表示單面研磨裝置的一個例子的概略構成圖。圖11是表示先前的研磨頭的一個例子的概略構成圖。圖12是表示本發明的研磨頭的組裝方法的一個例子的概略剖面圖。圖13是表示本發明的研磨頭的第2形式的概略剖面圖。
具體實施例方式以下，詳細地說明本發明。如前述，使用無溝槽的研磨布萊研磨大口徑的工件時，研磨工件后，即使將研磨頭 上升而欲使工件從研磨布剝離(亦稱離間、剝下)時，研磨后的工件會有與研磨布表面黏附 而殘留于研磨布上的問題。針對如此的問題，本發明者等進行專心研討關于未通過在研磨布形成溝槽的方 法、或突出方式，亦能夠容易地將工件從研磨布剝離的方法。因此，本發明者等發現在使保持工件的研磨頭上升時，若對托架的保持工件的背面(與被研磨面相反側的面)的工件保持面中的特定區域，重點地施加力量來使其傾斜而 上升時，能夠將工件剝離。又，本發明者等發現通過通常方法進行修整時，研磨布的中央比 周圍低，而成為凹下的形狀。而且，想到在研磨后進行將工件從研磨布剝離時，若對上述研 磨布的中央凹處附近重點地施加力量來進行將工件從研磨布剝離時，能夠更容易地將工件 從研磨布剝離，并使各種條件最佳化而完成了本發明。以下，一邊參照附加圖示，一邊具體地說明本發明的研磨頭及研磨裝置，但是本發 明未限定于此。圖1是本發明的研磨頭的一個例子(第1形式)。本發明的研磨頭11是具備如后 述的間隔物15，首先，說明概略的構成。該研磨頭11具有研磨頭本體12，且在研磨頭本體 12的內側形成有空間部18。研磨頭本體12是能夠旋轉，且在上部中央設置有壓力調整用 的貫穿孔20，用以連通壓力調整機構19。在研磨頭本體12，通過隔膜14連接同心圓狀配置而成的圓盤狀托架13。通過如 此的隔膜14的連接，研磨頭本體12在保持托架13的同時，研磨頭本體12的空間部18是 被密閉的狀態。研磨頭本體12能夠通過未圖示的上下移動手段來上下移動。托架13是為了保持工件W的背面(與被研磨側相反的面)，能夠使用例如保持面 是平滑、剛性高且不會造成工件W的金屬污染者，適合使用氧化鋁等陶瓷制的圓形板等。此外，亦能夠使用如后述的橡膠夾盤托架等各種托架。又，為了支撐工件W的背面全體，托架13的工件保持面以與研磨的工件W相同直 徑大小、或是少許大一些的程度為佳。隔膜14適合使用彈性體、橡膠等彈性高的材質。由此種材質所構成的1片隔膜 14，是各自使用螺栓等固定來連接研磨頭本體12與托架13，來使研磨頭本體12的空間部 18呈密閉狀態。在研磨頭本體12，在外側形成有向外伸出的環狀研磨頭本體閂鎖部12a。又，在托 架13的周邊部形成有向上方突出的環狀突出部13a及托架閂鎖部13b。研磨頭本體閂鎖部 12a的外徑是比托架閂鎖部13b的內徑大，研磨頭本體閂鎖部12a及托架閂鎖部13b，在無 間隔物時的位置，是如圖9所示，為了將工件從研磨布剝離而使研磨頭本體12上升時，互相 是在環狀抵接面閂鎖(latch)。因為實際上是具備有間隔物15，所以在研磨頭本體閂鎖部 12a與托架閂鎖部13b之間是空出少許間隙區域，在圖標上未顯示。為了使研磨頭本體12能夠上下移動，托架的突出部13a的內徑是比研磨頭本體閂 鎖部12a的外徑大，且必須突出至比研磨頭本體閂鎖部12a高的位置。托架13的比突出部 13a內側的部分，不一定必須平坦，亦可以是進入研磨頭本體12的空間部18內的凸狀的形 狀。為了使研磨頭本體12與托架13達成如此的位置關系，例如能夠如第12所示的方 式來達成，但是未限定于此。首先，將托架13分開準備由環狀突出部13a的一部分及托架閂鎖部13b的部分所 構成的第一組件13c、及此外主要由圓盤部分所構成的第二組件13d (圖12 (a))。接著，從上 述第二組件13d的上方，配置使用螺栓等固定隔膜14而成的研磨頭本體12 (圖12 (b))。接 著，使用螺栓等將上述第一組件13c從上方固定在第二組件13d而作為托架13 (圖12 (c))。又，亦可使用固定第一組件13c與第二組件13d的相同螺栓，來將隔膜14固定于托架13。又，托架13、研磨頭本體12的通過隔膜14的連接，是如圖1所示，若在托架13的突出部13a與研磨頭本體閂鎖部12a之間連接時，因為結構能夠較為簡單，乃是較佳，但是 未限定于此。在托架13的保持工件W的背面的面(保持面)，以設置有襯墊17為佳。例如，使 用雙面黏著膠帶等將發泡聚氨酯制的襯墊17固定。利用設置此種襯墊17并使其含水，并 通過襯墊17所含有的水的表面張力，能夠確實地保持工件W。亦可在托架13的外周部、亦即工件保持面的外側具備模板16。模板16是為了保 持工件W的邊緣部，且是以沿著托架13的外周部往下方突出的方式設置。模板16在研磨 中保持工件W的邊緣部，來防止工件W從托架13脫落，另一方面不會推壓研磨布22。模板 16的材質，為了不會污染工件W、且不會造成傷痕或壓痕，以比工件W柔軟的材質為佳。為了防止在研磨中推壓研磨布22而造成研磨布22凹凸變形，在模板16的周圍亦 可具有被覆環。被覆環的材質以不會造成工件W的金屬污染，且與研磨布22接觸引起的磨 耗極少者為佳。例如能夠適合使用氧化鋁制的環。具有如此概略的結構的本發明的研磨頭11，是如圖1所示，在托架閂鎖部及研磨 頭本體閂鎖部的至少一方的一部分，以至少位于托架閂鎖部與研磨頭本體閂鎖部之間的方 式具備間隔物15。又，如圖2所示，從上方觀看時，間隔物15是安裝在托架閂鎖部13b的一 部分。間隔物15的材質若是具有剛性且不容易變性時，任何物都可以。間隔物15的大小 是若研磨頭本體閂鎖部12a抵接時不會產生不安定時，是任何大小都可以，例如可以是托 架閂鎖部13b的內徑的1/10左右。又，間隔物15的剖面形狀是若至少位于托架閂鎖部13b 與研磨頭本體閂鎖部12a之間時，是任何形狀都可以。例如，如圖1所示，可以是將托架閂 鎖部13b夾住的形狀，若是使用螺栓等從上面固定時較容易安定，但是未限定于此。間隔物15的厚度是如后述，能夠以將托架13傾斜上升時例如傾斜角度為0. 1 1°左右的方式適當地調節。因為較簡單，該間隔物15的厚度調節以預先準備具有各種厚 度的間隔物來適當地交換為佳。因為在工件研磨時間隔物15與研磨頭本體閂鎖部12a未接觸，所以與未具備間隔 物15的研磨頭11相同，能夠進行與通常的研磨頭11同樣的研磨，工件的研磨質量不會有 問題。圖13是表示本發明的研磨頭的第2形式，是顯示托架是橡膠夾盤托架者。該研磨頭61是主要由以下所構成，包含研磨頭本體12 ；及橡膠夾盤托架62，其 是使用隔膜14連接研磨頭本體12與隔膜14而成。通過此隔膜14的連接，在研磨頭本體 12保持橡膠夾盤托架62的同時，研磨頭本體12的空間部18是密閉狀態，且在研磨頭本體 12的上部中央設置有壓力調整用的貫穿孔20，用以連通壓力調整機構19，其是與前述第1 形式的情況同樣。橡膠夾盤托架62具備上部托架組件63 ；及橡膠65，其被由SUS (不銹鋼)等剛性 材料所構成的環狀剛性環64以均勻的張力固定、且底面平坦。工件W的保持面是橡膠65 的底面。又，在橡膠65的相反側具有工件加壓室66，該工件加壓室66是通過連接壓力調整 機構67的流體供給路68來供給流體。在工件加壓室66通過壓力調整機構67供給壓力空 氣并均勻地施加壓力于橡膠65，能夠以均勻的壓力將工件W往轉盤21上的研磨布22推壓。又，在壓力調整機構67通過將工件加壓室66抽真空，能夠將工件W吸附在橡膠65上。又， 在橡膠65的底面具備襯墊17，可以通過襯墊17來吸附工件W。又，亦可更具備模板16。上部托架組件63是形成有突出部63a及托架閂鎖部63b，與前述第1形式時同樣 地，在托架閂鎖部63b及研磨頭本體閂鎖部12a的至少一方的一部分，以至少位于托架閂鎖 部63b與研磨頭本體閂鎖部12a之間的方式具備間隔物15。除了具有如上述典型的結構的橡膠夾盤托架以外，亦能夠采用各種眾所周知的橡 膠夾盤托架。圖3是表示具備有本發明的研磨頭11的研磨裝置31的一個例子的概略。該研磨 裝置31除了具備研磨頭11以外，亦具備研磨布22，是貼在轉盤21上；及研磨劑供給機構 36，用以將研磨劑35供給至研磨布22上。
在使用研磨裝置31來研磨工件W之前，是首先進行研磨布22的修整。該修整是 如圖7(a)所示，通常是使用通常的修整器來進行。 通常，使用比要研磨的工件W大的修整器，至少修整在研磨工件W時會與工件W滑 動接觸的區域。例如，使用與研磨布22抵接部分的外徑比轉盤21的半徑少許大一些，且內徑比轉 盤21的半徑小的環狀砂輪修整器41 (例如，使用直徑800毫米的轉盤來研磨直徑300毫米 的硅芯片時，與研磨布抵接部分的外徑為410毫米、內徑為380毫米左右的砂輪修整器)作 為修整器，在固定砂輪修整器41并在使其抵接研磨布22的狀態，使轉盤21旋轉來進行。此 時，亦可使砂輪修整器41旋轉，亦可在轉盤21的直徑方向，以搖動幅度為轉盤半徑的1/10 左右的方式來使砂輪修整器41搖動。如前述，本發明者等發現通過此種通常的方法進行修整時，如圖7(b)所示，研磨 布的中央是比周圍低，而成為凹下的形狀。又，圖7(b)是表示在轉盤的直徑方向的研磨布 的高度分布的圖。圖中的2根曲線是表示在轉盤的頂面內互相正交方向的研磨布的高度分布。認為這是因為用砂輪修整器進行修整時，修整的滑動接觸時間在研磨布的中央附 近比在周圍長的緣故。如此，以通常的方式進行整修后，使用具備本發明的研磨頭11的研磨裝置31，進 行研磨工件W。使用該研磨裝置31進行研磨工件W，首先是將含水的襯墊17貼于工件W，并使用 托架13保持工件W的背面，同時使用模板16來保持工件W的邊緣部。然后，將研磨劑35從研磨劑供給機構36供給至研磨布22，同時使研磨頭11及轉 盤21各自一邊在規定方向旋轉，一邊使工件W滑動接觸研磨布22。此時，通過壓力調整機 構19調整被研磨頭本體12密閉的空間部18的壓力，能使隔膜14彈性變形。例如通過從 壓力調整機構19供給壓力空氣至空間部18，隔膜14在與研磨頭本體12側產生彈性變形， 以規定的壓力將托架13往研磨布22擠壓。如此地，通過壓力調整機構19來使隔膜14產 生彈性變形時，能夠使被保持在托架13的工件W，一邊相對于轉盤21上的研磨布22旋轉， 一邊以規定的推壓力推壓來研磨工件W的表面。又，在工件W的研磨時，研磨布22中央附近的凹處，由于工件W的推壓而被壓垮至 已幾乎能夠忽視的程度，對于工件的研磨質量不會成為問題。
又，在工件的研磨時，亦可一邊搖動研磨頭11 一邊研磨工件W。如此進行，來修整并進行研磨工件W后，如以下進行來將工件W從研磨布22剝離。首先，以間隔物15是位于研磨布22的中央部的凹處附近的方式，停止研磨頭11 的轉動。具體上，是如圖6所示，使間隔物15的位置是相對于從研磨頭11的中心至研磨布 22的中心(亦即轉盤21的中心)，以位于30°以內的旋轉位置的方式，使研磨頭11停止旋 轉。間隔物15的位置相對于從研磨頭11的中心至研磨布22的中心，以設成在15°以內為 更佳，且最佳為設成位于連接研磨頭11的中心與研磨布22的中心的線段上。使研磨頭11的旋轉位置停止在上述規定位置的方法沒有特別限定，因為較為簡 便，以自動地使其停止在規定位置為佳。因此，在研磨裝置31，以具備能夠對研磨頭11的旋 轉的停止位置，自動地對準位置的機構(例如伺服機構等)為佳。如此進行，停止研磨頭11的旋轉后，如下述，將研磨頭本體12上升而將工件w從 研磨布22剝離。將研磨頭本體12上升時，首先，如圖4所示，間隔物15是與研磨頭本體閂鎖部12a 抵接。從此狀態進而施加使研磨頭本體12上升的力量時，力量是集中施加于間隔物15，且 力量是重點地施加在托架13的工件保持面的間隔物15正下方附近的區域。若間隔物15 是位于研磨布22的少許凹下的中央附近，因為該托架13的工件保持面的重點施加力量區 域亦是位于研磨布22的少許凹下的中央附近，所以能夠容易地且安定地將工件W從研磨布 22剝離。而且，若使研磨頭本體12上升，如圖5所示，間隔物15、及環狀托架閂鎖部13b中 的與安裝有間隔物15相反側的部分與研磨頭本體閂鎖部12a抵接，來將托架13傾斜地舉起。另外，間隔物15的厚度是以能夠將工件W從研磨布22安定地剝離的方式來適當 地調節。此時，如前述，將托架13傾斜而使其上升時，例如以使傾斜角度為0.1 1°左右 的方式來進行調節即可。又，被研磨的工件若不是明顯地比修整區域小時，因為上述研磨布22的中央附近 的凹處部位位于工件的外緣布，所以能夠得到本發明的效果。又，一旦進行修整后，即使在通常的范圍內重復地進行工件的研磨、從研磨布22 剝離而未進行修整時，亦能夠得到本發明的效果。而且，在上述，已說明將本發明的研磨頭所具備的間隔物安裝在托架閂鎖部13b 時的情形，但是如圖8所示，可以將間隔物15安裝在研磨頭本體閂鎖部12a，亦可以在托架 閂鎖部13b及研磨頭本體閂鎖部12a兩方都安裝。以下，說明本發明的實施例及比較例。(實施例1)如以下方式來制造圖13所示的研磨頭61。準備不銹鋼制研磨頭本體12及托架63，并通過隔膜14而連接，該托架63的形式是其工件保持面為橡膠65，在該橡膠的背面具 有工件加壓室66，并通過壓力調整機構67對工件加壓室66供給壓力空氣，而對橡膠65施 加均勻的壓力。使用具備有如上述的研磨頭61的如圖3的研磨裝置31 (在圖3是表示具備圖1 的研磨頭11的形式，但是本實施例是表示具備研磨頭61的形式)，如以下，進行研磨作為工件W的直徑300毫米、厚度為775微米的硅芯片。又，所使用的硅芯片是預先在兩面施加1次研磨，且亦已對邊緣部施加研磨而成者。又，轉盤21是使用直徑為800微米者，研磨布 22是使用未溝槽加工的通常使用者。首先，在研磨之前，進行修整研磨布22。修整器41是使用其底面的外徑為410毫 米、內徑為380毫米的砂輪修整器。以30kPa的壓力推壓砂輪修整器41，并以29rpm使轉盤 21旋轉來進行修整180分鐘。在研磨時，研磨劑是使用含有膠體二氧化硅的堿溶液，且各自以31rpm、29rpm使 研磨頭11及轉盤21旋轉。工件W的研磨壓力(推壓)為15kPa。研磨時間為10分鐘。工件研磨結束后，使間隔物15 (厚度為2毫米)的位置是相對于從研磨頭11的中 心至研磨布22的中心，位于30°以內的旋轉位置的方式，來使研磨頭11停止旋轉，并在該 旋轉位置以工件W與托架13的吸附面(橡膠)之間的承受壓力(工件加壓室66的壓力； 吸附壓)為_45kPa的方式，來使研磨頭本體12上升，并以2秒鐘進行剝離。對300片工件重復進行上述工件的研磨及從研磨布剝離，且在途中未進行修整。結果，300工件中，300片都能夠正常剝離(成功率為100% )，清楚明白能夠得到 本發明的效果。(實施例2)除了在工件研磨結束后，以未特別決定間隔物的位置的方式來使研磨頭停止轉 動，并在該旋轉位置進行將研磨頭本體12上升以外，與實施例1同樣地進行，來對26片進 行從研磨布剝離的嘗試。結果，雖然能夠無問題地將26片工件W中的24片剝離，但是其中2片在剝離時有 異音產生。(比較例1)除了未具備間隔物以外，使用具備有與實施例1同樣的研磨頭的研磨裝置，并與 實施例1同樣地進行研磨硅芯片，并嘗試以吸附壓為-30kPa的方式，以1 2秒鐘來嘗試 剝離。結果，轉盤上升，但是工件無法剝離。本發明未限定于上述實施形態。上述實施形態是例示性，凡是具有與本發明的權 利要求所記載的技術思想實質上相同構成、且達成相同作用效果的物，無論何者都包含在 本發明的技術范圍內。例如，本發明的研磨頭未限定是圖1、圖13所示的形式，例如研磨頭本體的形狀 等，除了如權利要求所記載的必要條件以外，是可以適當的設計。又，研磨裝置的構成未限定是圖3所示，例如亦可以是具備多個本發明的研磨頭 而成的研磨裝置。
權利要求
一種研磨頭，其特征在于至少具有用以保持工件的背面的托架，其是圓盤狀，在其周邊部形成有往上方突出的環狀突起部及從該突出部向內伸出的環狀托架閂鎖部；研磨頭本體，以保持該托架同時能夠旋轉，且在內側形成有空間部，在外側形成有向外伸出的環狀研磨頭本體閂鎖部；及隔膜，其連接前述研磨頭本體及前述托架，同時將前述托架本體的空間部密閉；在使前述工件的表面與貼于轉盤上的研磨布作滑動接觸而進行研磨時，在利用與該空間部連接的壓力調整機構來調整前述密閉后的空間部的壓力的狀態下，將前述工件的背面保持于前述托架，且在前述工件研磨后，使前述研磨頭上升來將前述工件從研磨布剝離時，通過使前述研磨頭本體上升，并使前述托架閂鎖部閂鎖前述研磨頭本體閂鎖部而上升，來將該工件從研磨布剝離的研磨頭，其中具備間隔物，其是位于前述托架閂鎖部及/或研磨頭本體閂鎖部的一部分，且位于前述托架閂鎖部與研磨頭本體閂鎖部之間；在使前述研磨頭本體上升來將前述工件從研磨布剝離時，利用在使前述研磨頭本體上升時，使前述托架閂鎖部及/或研磨頭本體閂鎖部與前述間隔物抵接，而使前述托架傾斜并舉起，來將前述工件從前述研磨布剝離。
2.如權利要求1所述的研磨頭，其中在前述托架的用以保持工件的背面的面設置有襯墊。
3.如權利要求1或2所述的研磨頭，其中前述托架能夠保持直徑300毫米以上的作為 前述工件的半導體芯片。
4.一種研磨裝置，是研磨工件表面時所使用的研磨裝置，其特征在于至少具備 研磨布，貼于轉盤上；研磨劑供給機構，用以對該研磨布上供給研磨劑；及如權利要求1至3中任一項所述的研磨頭，作為用以保持前述工件的研磨頭。
5.如權利要求4所述的研磨裝置，其中具備位置調整機構，用以自動地調整研磨頭旋 轉的停止位置。
6.一種工件的剝離方法，是先修整貼于轉盤上的研磨布，并使前述工件的表面滑動接 觸前述已修整后的研磨布來進行研磨后，將前述工件由前述研磨布剝離的方法，其特征在 于通過如權利要求1至3中任一項所述的研磨頭來保持前述工件而進行研磨后，以使前 述間隔物的位置是相對于由前述研磨頭的中心至研磨布中心，位于30°以內的旋轉位置的 方式，來使前述研磨頭停止旋轉，并在該旋轉位置使前述研磨頭本體上升來將前述工件剝罔。
全文摘要
本發明提供一種研磨頭(11)，具有圓盤狀托架(13)，在其周邊部形成有環狀突出部(13a)與托架閂鎖部(13b)圓盤狀研磨頭本體(12)，在其外側形成有環狀研磨頭本體閂鎖部(12a)隔膜(14)，其連接前述研磨頭本體及前述托架；及間隔物(15)，其是位于前述托架閂鎖部及/或研磨頭本體閂鎖部的一部分，且位于該托架閂鎖部與研磨頭本體閂鎖部之間；使前述研磨頭本體上升時，利用前述托架閂鎖部及/或研磨頭本體閂鎖部與前述間隔物抵接，而使前述托架傾斜并舉起，來將工件(W)從研磨布剝離。以此，能夠提供一種研磨頭，不必在研磨布形成溝槽、或使研磨頭從轉盤突出，亦能夠將保持有工件的研磨頭上升而容易且安全、確實地將工件從研磨布剝離。
文檔編號H01L21/304GK101827684SQ20078010114
公開日2010年9月8日 申請日期2007年11月21日 優先權日2007年11月21日
發明者北川幸司, 岸田敬實, 桝村壽, 森田幸治, 荒川悟 申請人:信越半導體股份有限公司;不二越機械工業株式會社