工件的两面研磨装置及两面研磨方法
【专利摘要】本发明的工件的两面研磨装置具备旋转平板、恒星齿轮、内齿轮、载体板，前述旋转平板具有上平板及下平板，前述恒星齿轮设置于前述旋转平板的中心部，前述内齿轮设置于前述旋转平板的外周部，前述载体板设在前述上平板与前述下平板之间，具有保持工件的1个以上的保持孔，其特征在于，还具备滴下供给部、压送供给部，前述滴下供给部将研磨浆借助自然滴下向前述上下平板间供给，前述压送供给部将研磨浆借助压送向前述上下平板间供给，能够从前述滴下供给部及前述压送供给部将研磨浆同时向前述上下平板间供给。
【专利说明】
工件的两面研磨装置及两面研磨方法
技术领域
[0001 ] 本发明涉及工件的两面研磨装置及两面研磨方法。
【背景技术】
[0002]在作为供研磨的工件的典型例的硅晶片等半导体晶片的制造中，为了得到更高精度的晶片的平坦度品质及表面粗糙度品质，采用将晶片的正反面同时研磨的两面研磨工
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[0003]该两面研磨通常使用在上下平板之间具有设有保持工件的孔的载体板的两面研磨装置，将工件保持在该载体板的保持孔中，通过一边供给研磨浆一边使上下平板旋转，使贴附在上下平板上的研磨垫与工件的正反面滑动，来将工件的两面同时研磨。
[0004]这里，通常研磨浆被从浆供给源向设在上平板的上方的浆环暂时供给，通过从那里自然滴下，穿过将上平板贯通的浆供给孔被向研磨垫上供给。
[0005]但是，在借助自然滴下的研磨浆的供给方法中，即使调整研磨浆的流量来使流量变多，也有研磨浆不能向研磨面充分流入的情况，在这样的情况下，有可能研磨浆的供给量不足而导致研磨速率的下降或工件的凸形状化等。这样的问题特别在使用450mm以上的大口径的工件的情况下等成为显著的问题。
[0006]对此，提出了使用压送栗将研磨浆向上下平板间直接压送的方法(例如，参照专利文献I)。根据该方法，由于将研磨浆压送，所以能够确保研磨面上的研磨浆的供给量，能够使工件的形状控制的精度提高。
[0007]专利文献1:日本特许第4163485号公报。
[0008]但是，如专利文献I中记载那样，在将研磨浆压送的方式中，研磨浆的流量越增加，背压越增大，借助平板的向工件的研磨压力变得不适当，有导致研磨速率的下降的问题。
【发明内容】
[0009]本发明想要解决上述问题，其目的是提供一种能够在维持较高的研磨速率的同时得到希望的工件的形状的工件的两面研磨装置及研磨方法。
[0010]本发明的主旨方案是以下这样的。
[0011]本发明的工件的两面研磨装置具备旋转平板、恒星齿轮、内齿轮、载体板，前述旋转平板具有上平板及下平板，前述恒星齿轮设置于前述旋转平板的中心部，前述内齿轮设置于前述旋转平板的外周部，前述载体板设在前述上平板与前述下平板之间，具有保持工件的I个以上的保持孔，其特征在于，还具备滴下供给部、压送供给部，前述滴下供给部将研磨浆借助自然滴下向前述上下平板间供给，前述压送供给部将研磨浆借助压送向前述上下平板间供给，能够从前述滴下供给部及前述压送供给部将研磨浆同时向前述上下平板间供给。
[0012]这里，所谓“自然滴下”，是指不是压送供给、而是借助重力落下向平板间供给的浆滴下方式。
[0013]此外，在本发明的工件的两面研磨装置中，优选的是，前述滴下供给部及前述压送供给部分别具有调整研磨楽的流量的流量调整阀。
[0014]进而，在本发明的工件的两面研磨装置中，优选的是，前述滴下供给部及前述压送供给部分别具有浆供给孔。
[0015]进而，在本发明的工件的两面研磨装置中，优选的是，前述压送供给部设在前述恒星齿轮的上方。
[0016]这里，本发明的工件的研磨方法，将工件保持到设有保持工件的I个以上的保持孔的载体板上，将该工件用由上平板及下平板构成的旋转平板夹入，借助设在前述旋转平板的中心部的恒星齿轮的旋转和设在前述旋转平板的外周部的内齿轮的旋转，使前述旋转平板和前述载体板相对旋转，将前述工件的两面同时研磨，其特征在于，在将研磨浆借助自然滴下向前述上下平板间供给的同时，将研磨浆借助压送向前述上下平板间供给。
[0017]此外，在本发明的工件的研磨方法中，优选的是，借助压送的研磨浆的流量是研磨浆的总流量的5%?50%。
[0018]另外，所谓“研磨浆的总流量”，是指借助自然滴下的研磨浆的流量与借助压送的研磨楽的流量的和。
[0019]进而，在本发明的工件的研磨方法中，优选的是，从前述恒星齿轮的上方将研磨浆借助压送向前述上下平板间供给。
[0020]根据本发明，能够提供一种能够在维持较高的研磨速率的同时得到希望的工件的形状的工件的两面研磨装置及研磨方法。
【附图说明】
[0021]图1是表示有关本发明的一实施方式的工件的两面研磨装置的剖视图。
[0022]图2是关于进行仅借助压送的研磨浆的供给的情况、表示使研磨浆的流量变化时的研磨速率及GBIR的评价结果的图。
[0023]图3是关于进行仅借助自然滴下的研磨浆的供给的情况、表示使研磨浆的流量变化时的研磨速率及GBIR的评价结果的图。
[0024]图4是是关于以并用自然滴下和压送的方式进行研磨浆的供给的情况、表示使研磨浆的流量变化时的研磨速率及GBIR的评价结果的图。
[0025]图5是表示使相对于研磨浆的总流量的、借助压送的研磨浆的流量分配变化时的研磨速率及GBIR的评价结果的图。
【具体实施方式】
[0026]以下，参照附图对本发明的实施方式详细地例示说明。
[0027]图1是表示有关本发明的一实施方式的工件的两面研磨装置的剖视图。如图1所示，该两面研磨装置I具备:旋转平板(定盤)4、恒星齿轮5、内齿轮(internal gear)6、载体板7，前述旋转平板4具有上平板2及下平板3，前述恒星齿轮5被设置于旋转平板4的中心部，前述内齿轮6被设置于旋转平板4的外周部，前述载体板7被设置于上平板2与下平板3之间，具有保持工件的I个以上的保持孔(未图示)。另外，虽然省略了图示，但在上平板2的作为研磨面的下表面及下平板3的作为研磨面的上表面上分别贴附着研磨垫。
[0028]这里，如图1所示，在上平板2的下表面的中央部设有凹部，该部分为密闭的构造。此外，恒星齿轮5和下平板3分别独立地旋转，而恒星齿轮3与下平板3之间的间隙被密封，成为研磨浆不泄漏的构造。此外，如图1所示，恒星齿轮5的上表面位于比载体板7的上表面靠上侧的位置。
[0029]此外，如图1所示，本实施方式的两面研磨装置I具备将研磨浆借助自然滴下向上下平板2、3间供给的、在图示例中为两个的滴下供给部8。
[0030]在图示例中，该滴下供给部8具有浆供给源9、流量调整阀10、滴下用供给软管11、浆供给嘴13、供给软管14、浆供给孔15，前述浆供给源9是研磨浆的供给源，前述流量调整阀10调整研磨浆的流量，研磨浆穿过两股前述滴下用供给软管11，前述浆供给嘴13连接于滴下用供给软管11的末端，配置在被暂时供给研磨浆的浆环12的上方，前述供给软管14从浆环12通过滴下将研磨浆向上下平板2、3间供给，前述浆供给孔15将上平板2贯通，连接着该供给软管14。
[0031]另外，在本实施方式中，两面研磨装置I具有两个滴下供给部8，但滴下供给部8只要有I个以上就可以，个数没有被特别限定。
[0032]此外，在图示例中，使用从I个浆供给源9及I个流量调整阀10分支来延伸的两股滴下用供给软管11，但也可以是各滴下供给部8分别具有浆供给源9及流量调整阀10。
[0033]进而，在图示例中，两个滴下供给部8分别具有3个供给软管14，具有与这3个各自的供给软管14对应的3个浆供给孔15，但在本发明中，供给软管14及浆供给孔15的个数没有被特别限定。
[0034]这里，还如图1所示，在本实施方式中，两个滴下供给部8的3个浆供给孔15设在载体板7的上方。
[0035]进而，如图1所示，本实施方式的两面研磨装置I具备将研磨浆通过压送向上下平板2、3间供给的、在图示例中为I个的压送供给部16。
[0036]在图示例中，该压送供给部16具有借助栗作用将研磨浆以既定的压力压送的浆供给栗17、调整研磨浆的流量的流量调整阀18、被压送的研磨浆穿过的压送用供给软管19、和连接在该压送用供给软管19上、将上平板2的中心部贯通的压送用供给嘴20。并且，在图示例中，压送供给部16设在恒星齿轮5的上方。
[0037]另外，在本实施方式中，两面研磨装置I仅具有I个压送供给部16，但在本发明中，两面研磨装置I也可以具有两个以上的压送供给部16。
[0038]使用该两面研磨装置I，将工件保持在设有保持工件的I个以上的保持孔的载体板7上，将该工件用由上平板2及下平板3构成的旋转平板4夹入，通过一边将研磨浆向贴附在上下平板2、3上的研磨垫(未图示)上供给，一边使恒星齿轮5和内齿轮6旋转，能够使旋转平板4和载体板7相对旋转，将工件的两面同时研磨。
[0039]这里，研磨浆的供给通过将研磨浆用滴下供给部8滴下来向上下平板2、3间供给的同时、将研磨浆用压送供给部16压送来向上下平板2、3间供给来进行。此时，借助滴下的研磨楽的流量及借助压送的研磨楽的流量可以通过流量调整阀10、18的阀的开闭量来调整。
[0040]以下，对本实施方式的作用效果进行说明。
[0041]根据本实施方式，由于能够将研磨浆用滴下供给部8滴下来向上下平板2、3间供给的同时、将研磨浆用压送供给部16压送来向上下平板2、3间供给，所以对于仅借助自然滴下研磨浆可能供给不足的工件中心部，也由于并用压送方式所以能够将研磨浆充分地供给，能够防止工件的凸形状化等的形状控制的恶化。另一方面，若只是压送方式，则如果使研磨浆的流量增大则发生背压，有可能在工件上没有作用希望的研磨压力而研磨速率下降，而在本实施方式中，由于并用借助自然滴下的研磨浆的供给，所以即使使研磨浆的流量增加也不产生背压，能够以高研磨速率进行稳定的加工。
[0042]这样，根据本实施方式，通过并用借助自然滴下的研磨浆的供给和借助压送的研磨浆的供给，能够在维持较高的研磨速率的同时得到希望的工件的形状。
[0043]这里，在本发明中，滴下供给部8及压送供给部16优选的是分别具有调整研磨浆的流量的流量调整阀10、18。并且，借助压送的研磨楽:的流量优选的是调整为研磨楽的总流量的5%?50%。这是因为，如在后述的实施例中说明那样，通过设为该范围，特别能够在维持较高的研磨速率的同时还得到平坦度较高的研磨后的工件。
[0044]此外，在本发明中，滴下供给部8及压送供给部16优选的是分别具有浆供给孔15、
20。由此，能够从上平板2的上方经由该浆供给孔15、20供给研磨浆。
[0045]进而，在本发明中，压送供给部16优选的是设在恒星齿轮5的上方，从那里将压送的研磨浆供给。这是因为，由此从压送供给部16压送的研磨浆从恒星齿轮5的上表面借助离心力向工件的中心部流入，由此，向仅借助自然滴下研磨浆的供给量可能不足的部位也能够效率良好地供给研磨浆，能够进一步确保研磨量。
[0046]以下，对本发明的实施例进行说明，但本发明完全不受该实施例限定。
实施例
[0047]为了确认本发明的效果，作为发明例，使用图1所示的两面研磨装置进行两面研磨，进行评价研磨速率及GBIR(Global Backside Ideal Range)的试验。
[0048]此外，作为比较例I，关于仅借助压送供给研磨浆的情况进行同样的评价，作为比较例2，关于仅借助自然滴下供给研磨浆的情况进行同样的评价。
[0049]这里，在上述试验中，发明例及比较例1、2都共通地设为以下的条件。
[0050]研磨垫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。上下平板的转速设为20?30rpm，加工面压设为300g/cm2。此外，使用的上下平板的直径是2000mm，晶片的直径是450mm。进而，载体板的厚度是920μπι，作为目标的晶片的厚度设为923μηι。
[0051]这里，研磨速率是将研磨结束后的晶片的厚度与研磨开始前的晶片的厚度的差设为研磨量(MO、通过将该研磨量用研磨时间(min)除来求出的。
[0052]晶片的厚度使用基恩士(年一工>只)公司制的激光变位计测量。
[0053]此外，GBIR是以假定为将研磨后的晶片的背面完全吸附的情况下的该晶片的背面为基准，通过计算该晶片整体的最大变位与最小变位的差来求出的，使用基恩士(年一工VX )公司制的激光变位计测量。
[0054]〈比较例1>
图2是关于有关比较例I的进行仅借助压送的研磨浆的供给的情况、表示使研磨浆的流量按照lL/min变化时的研磨速率及GBIR的评价结果的图。
[0055]如图2所示，在仅借助压送方式的研磨浆的供给的情况下，如果使研磨浆流量增大，则GBIR变小，可知虽然晶片的平坦度提高，但研磨速率逐渐减小。
[0056]〈比较例2>
图3是关于有关比较例2的进行仅借助自然滴下的研磨浆的供给的情况、表示使研磨浆的流量按照lL/min变化时的研磨速率及GBIR的评价结果的图。
[0057]如图3所示，在仅借助自然滴下方式的研磨浆的供给的情况下，可知即使使研磨浆的流量增大，GBIR也只是平缓地被改善。另一方面，可知研磨速率不怎么随着研磨浆的流量而变化。
[0058]〈发明例〉
图4是关于有关发明例的以并用自然滴下和压送的方式进行研磨浆的供给的情况、表示使研磨浆的流量按照IL/min变化时的研磨速率及GBIR的评价结果的图。另外，在图4中，借助压送的研磨楽的流量设为研磨楽的总流量的20%。
[0059]如图4所示，根据本发明，研磨速率不论研磨浆的流量如何都在较高的水平(约0.55μπι/π?η)下稳定，并且即使在研磨浆的流量变化的情况下也能够维持良好的GBIR(约
0.2μπι)，因而可知，研磨后的晶片的形状的变化较小，容易控制为相同的完成形状。此外，GBIR的值也比图2、图3所示的情况低，可知研磨后的晶片的平坦度较高。
[0060]这样，根据图4所示的结果，能够确认本发明的由自然滴下方式和压送方式的并用带来的协同效果。
[0061]接着，图5是关于发明例、表示使相对于研磨浆的总流量的借助压送的研磨浆的流量分配变化时的研磨速率及GBIR的评价结果的图。另外，在图5中，研磨浆的总流量以13L/min固定。
[0062]如图5所示，可知随着使相对于研磨浆的总流量的借助压送的研磨浆的流量分配增大，晶片的凸形状向凹形状变化。
[0063]特别是，研磨速率在借助压送的研磨浆的流量为研磨浆的总流量的5%?70%的范围中是良好的，GBIR在借助压送的研磨浆的流量为研磨浆的总流量的5%?50%的范围中是良好的。即，可知在借助压送的研磨浆的流量为研磨浆的总流量的5%?50%的范围中，能够在维持较高的研磨速率的同时得到较高平坦度的研磨后的工件。
[0064]产业上的可利用性
根据本发明，能够提供一种能够在维持较高的研磨速率的同时得到希望的工件的形状的工件的两面研磨装置及研磨方法。
[0065]本发明特别适合作为直径450mm以上的大口径的工件的两面研磨装置及两面研磨方法。
[0066]附图标记说明
I两面研磨装置;2上平板;3下平板;4旋转平板;5恒星齿轮;6内齿轮;7载体板；8滴下供给源;9浆供给源；10流量调整阀；11滴下用供给软管；12浆环；13浆供给嘴；14供给软管；15浆供给孔;16压送供给部；17浆供给栗；18流量调整阀；19压送用供给软管;20浆供给孔。
【主权项】
1.一种工件的两面研磨装置，具备旋转平板、恒星齿轮、内齿轮、载体板，前述旋转平板具有上平板及下平板，前述恒星齿轮设置于前述旋转平板的中心部，前述内齿轮设置于前述旋转平板的外周部，前述载体板设在前述上平板与前述下平板之间，具有保持工件的I个以上的保持孔，其特征在于， 还具备滴下供给部、压送供给部， 前述滴下供给部将研磨浆借助自然滴下向前述上下平板间供给， 前述压送供给部将研磨浆借助压送向前述上下平板间供给， 能够从前述滴下供给部及前述压送供给部将研磨浆同时向前述上下平板间供给。2.如权利要求1所述的工件的两面研磨装置，其特征在于， 前述滴下供给部及前述压送供给部分别具有调整研磨浆的流量的流量调整阀。3.如权利要求1或2所述的工件的两面研磨装置，其特征在于， 前述滴下供给部及前述压送供给部分别具有浆供给孔。4.如权利要求1?3中任一项所述的工件的两面研磨装置，其特征在于， 前述压送供给部设在前述恒星齿轮的上方。5.—种工件的两面研磨方法，将工件保持到设有保持工件的I个以上的保持孔的载体板上，将该工件用由上平板及下平板构成的旋转平板夹入，借助设在前述旋转平板的中心部的恒星齿轮的旋转和设在前述旋转平板的外周部的内齿轮的旋转，使前述旋转平板和前述载体板相对旋转，将前述工件的两面同时研磨，其特征在于， 在将研磨浆借助自然滴下向前述上下平板间供给的同时，将研磨浆借助压送向前述上下平板间供给。6.如权利要求5所述的工件的两面研磨方法，其特征在于， 借助压送的研磨楽的流量是研磨楽的总流量的5%?50%。7.如权利要求5或6所述的工件的两面研磨方法，其特征在于， 从前述恒星齿轮的上方将研磨浆借助压送向前述上下平板间供给。
【文档编号】B24B37/00GK105873724SQ201480063032
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2014年7月30日
【发明人】御厨俊介, 三浦友纪
【申请人】胜高股份有限公司