研磨用磨石的制作方法

本发明涉及一种安装于研磨装置使用的研磨用磨石。

背景技术：

在已知的半导体晶圆等的圆板状的工件的精密加工中，有一种同时进行双面研磨而被称之为双头研磨的研磨方法。一般来说，在双头研磨中，作为研磨用磨石所使用的是杯型轮的磨石，其外周具有多个研磨片。

在使用此研磨用磨石的研磨加工中，一旦研磨工件则研磨片就会磨耗，因而必须交换研磨用磨石。因此，从抑制成本增加的观点来看，会对延长研磨用磨石的寿命有所期望。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本特开平11-156728

[专利文献2]日本特开平9-248769

[专利文献3]日本特开2009-279742

技术实现要素：

作为延长研磨用磨石的寿命的方法，首先考虑到的是加大研磨片的尺寸。然而，如果只是如专利文献1所叙述的单纯加大一般的角柱的研磨片的高度尺寸，则由于无法承受研磨工件时的弯曲应力而会使研磨片破损。

于是，为了防止研磨片的高度尺寸为大的状态下的破损，可考虑使磨石形状具有相对于研磨用磨石的旋转方向为大致平行的长边。

另外，作为具有相对于旋转方向为大致平行的长边的磨石的形状可考虑成型为长方体。然而，长方体的研磨片，其自高度方向所看到的内角90°的棱部(即，长方体的研磨片中，与长方形的研磨面相邻之四个侧面彼此之间的四个棱部)相对于工件中心垂直的切入，并且，相对于旋转方向的移动负荷变大的缘故，工件中心部容易损伤严重，因此对于工件中心附近的形状控制较为困难。

因此，目的虽有所差异，虽可考虑如专利文献2或专利文献3，通过将研磨片的形状设为正六角形，或是将研磨片的端部设为半圆柱状，而能够抑制其损伤，但其有成型复杂以及并不具备有相对于旋转方向为大致平行的长边的问题。

有鉴于上述的问题点，本发明的目的为提供一种研磨用磨石，能在研磨时不至于破损，并能以简单的成型来抑制由于对工件中心部的过度的切入所引起的工件的严重损伤。

为了达成上述目的，本发明提供一种研磨用磨石，于圆环状底座的外周配置有多个陶瓷黏合剂研磨片，并于旋转该圆环状底座的同时以该研磨片研磨工件，其中该陶瓷黏合剂研磨片，为一长方体，具有位于该圆环状底座的相反侧的研磨该工件的长方形的研磨面以及与该研磨面相邻的四个侧面，其中该侧面彼此之间的四个棱部作c倒角，该研磨面的长边沿该圆环状底座的外周而配置，该四个棱部为该研磨面的短边的长度的五分之一以上的范围作c倒角。

通过上述的研磨用磨石，即使加大陶瓷黏合剂研磨片(以下简称研磨片)的高度(作c倒角的棱部的长度)，也能防止在研磨时的破损。因此，能加大研磨片的高度而延长研磨用磨石的寿命。

另外，以简单成型能非常有效的抑制因工件研磨时对于工件中心部的过度切入所导致的工件的严重损伤。

此时，能将该研磨面的长边的长度定为该作c倒角的棱部的长度的二分之一以上。

通过此种方式，即使加大研磨片的高度的尺寸，也能更有效的防止因工件研磨时的弯曲应力所导致的研磨片的破损。

另外，该研磨用磨石能设为双头研磨用。

本发明的研磨用磨石适合用于双头研磨。

如以上所述，通过本发明，即使加大研磨片的高度尺寸，亦能防止其在研磨时的破损之故，所以能加大研磨片的高度进而延长研磨用磨石的寿命。另外，以简单成型能非常有效的抑制对于工件中心部的过度切入所导致的工件的严重损伤。

附图说明

图1是显示本发明的研磨用磨石的一例的正面图。

图2是显示本发明的研磨用磨石的一例的侧面图。

图3是显示经倒角的棱部的一例的说明图(第一实施例)。

图4是显示经倒角的棱部的其他的一例的说明图(第二实施例)。

图5是显示双头研磨装置的一例的说明图。

图6是显示比较例1所使用之研磨片当中的棱部的说明图。

图7是显示比较例2所使用之研磨片当中的棱部的说明图。

图8是显示实施例1的翘曲形状的测定结果的曲线图。

图9是显示实施例2的翘曲形状的测定结果的曲线图。

图10是显示比较例1的翘曲形状的测定结果的曲线图。

图11是显示比较例1的翘曲形状的测定结果的曲线图。

图12是显示实施例1、2及比较例1、2的研磨前后的bow的平均变化量的曲线图。

具体实施方式

以下，说明本发明的实施态样，但本发明并不限定于此。

如前所述，作为延长研磨用磨石寿命的方法，虽可考虑加大研磨片的高度尺寸，但有如果单纯加大磨石则会磨石破损，而如果成型为长方体则研磨对象的工件的中心部会有损伤严重的问题。因此，本申请发明人以研磨用的研磨片的形状以及对圆环状底座的配置为重点进行了各种实验。

其结果如前所述，于长方体的研磨片中，通过将其长方形的研磨面的长边沿着圆环状底座的外周(即，相对于研磨用磨石的旋转方向为大致平行的方式)进行配置，能防止研磨时的研磨片的破损。

另外，长方体的研磨片的状况下，自高度方向所看到的内角90°的棱部(即，长方体的研磨片中，与长方形的研磨面相邻之四个侧面彼此之间的四个棱部)系相对于工件中心而垂直的切入，并且，由于相对于旋转方向的移动负荷变大的缘故，虽然工件中心部容易严重损伤，但进一步反复实验，发现通过以长方形的研磨面的短边的长度的五分之一以上的范围将此些的棱部作c倒角，可抑制上述的工件中心部的严重损伤，从而完成本发明。

以下，一边参考附图一边详细说明本发明的实施状态的一例，但本发明并不限定于此。

图1是显示本发明的研磨用磨石的一例。为自与研磨对象的工件相接侧看到的正面图。另外，图2为侧面图。本发明的研磨用磨石1具备圆环状底座2(以下简称底座)、多个陶瓷黏合剂研磨片3。

底座2能配置研磨片3，并且能在研磨时通过马达等旋转即可。再者，以r表示旋转方向。

另外，各个研磨片3的形状为长方体的一部分经由倒角加工而成。图1、2是简化而省略其倒角的状态所绘制。

更具体的说明此研磨片3的形状。首先，于与固定在底座2的一侧为相反的位置处具有长方形的研磨面4，另外具有与该研磨面4相邻的四个长方形的侧面5。此些四个侧面5的相邻侧面彼此之间的棱部作c倒角。

再者，在此称之为研磨片3的长方体、长方形的研磨面4，分别为倒角加工前的状态的研磨片3与研磨面4的形状的意思。并且，在此称之为长方形的研磨面4的长边以及短边，同样为倒角加工前的长方形的状态下的长边以及短边的意思。

在此，于图3、图4显示经c倒角的棱部的一例。图3、图4为自研磨面4的侧面所看到的研磨片3。两者的四个棱部6皆为经c倒角之物。

本发明中关于倒角量并无特别限定，于每一个棱部以长方形的研磨面4的短边7的长度(参照图3实线的箭头)的五分之一以上的范围作c倒角即可。图3是于每一个棱部以短边7的长度的五分之一作c倒角为例子，研磨面4呈八角型。另一方面，图4是于每一个棱部以短边7的长度的二分之一作c倒角为例子，呈六角形。

由于经过上述的c倒角，因此在工件研磨时不至于过度地切入工件的中心部，因而能防止工件中心部受到严重损伤。并且只透过倒角即可达成，其成型也简单。

另一方面，如倒角量未达短边7的长度的五分之一，则无法有效防止上述的过度切入，而使工件产生损伤。

另外，本发明中对于此长方体的研磨片3的配置也有多有考究。多个研磨片3沿着底座2的外周而配置。配置数量并无特别限定，能予以适当地决定。此时，研磨面4的长边8沿着底座2的外周而配置。即，由于上述长边8是以相对于研磨用磨石1的旋转方向为大致平行的方式进行配置，因此能承受研磨工件时的弯曲应力，进而能有效地防止研磨片3的破损。

以往的产品，为了延长研磨用磨石的寿命而加大研磨片的高度，但却因上述的弯曲应力而导致其破损。然而因为在本发明中对于配置的方式多有所钻研，因此对于上述弯曲应力具有耐受性，在能防止破损的同时，也能加大研磨片3的高度，而能延长研磨用磨石1的寿命。再者，所谓研磨片3的高度9，系为显示于图2之作c倒角的棱部的长度。

另外，为了更有效的防止上述所形容的破损，研磨面4的长边8的长度(参照图3的虚线箭头)为研磨片3的高度9的二分之一以上。较佳地，如相对于研磨片3的高度，研磨面4的长边8的长度越长，则对于上述弯曲应力的耐受性就会越高。

接下来说明具有本发明的研磨用磨石1的研磨装置。在此虽对双头研磨装置进行说明，但本发明的研磨用磨石1并非限定于双头研磨装置用。只要是于使研磨用磨石1自身旋转的同时能以研磨片3研磨工件皆可，亦可以用于任一种的研磨装置中。

图5是显示双头研磨装置10的一例。双头研磨装置10主要包括：一对研磨用磨石1、沿着工件11的径方向自外周侧支撑该工件11的可自转的载体12、安装有该载体12的支架部13。

通过载体12以及支架部13的自转而同时使工件11自转，并旋转一对研磨用磨石1而能同时研磨工件11的双面。透过使用本发明的研磨用磨石1，而使研磨片3不至于破损，并且能进行不致使工件11的中心部有严重损伤的高质量研磨。

〔实施例〕

以下，显示实施例及比较例而具体的说明本发明，但本发明并未被限定于此。

＜实施例1、2及比较例1、2＞

使用显示于图5的工件的双头研磨装置10进行直径300mm的硅晶圆的双头研磨。此硅晶圆是从以cz法(czochalski法)制造出的晶棒所切出的晶圆。

首先，如图3所示，将多个配置有c倒角的区域为研磨面的短边的五分之一的形状的陶瓷黏合剂研磨片的研磨用磨石装配于图5所显示的双头研磨装置10，并研磨出5片硅晶圆(实施例1)

其次，如图4所示，将多个配置有c倒角的区域为研磨面的短边的二分之一的形状的陶瓷黏合剂研磨片的研磨用磨石装配于图5所显示的双头研磨装置10，并研磨出5片硅晶圆(实施例2)。

再其次，如图6所示，将多个配置有未倒角的陶瓷黏合剂研磨片的研磨用磨石装配于与图5所显示的相同的双头研磨装置，并研磨出5片硅晶圆(比较例1)。

最后，如图7所示，将多个配置有c倒角的区域为研磨面的短边的八分之一的形状的陶瓷黏合剂研磨片的研磨用磨石，装配于与图5所显示的相同的双头研磨装置，并研磨出5片硅晶圆(比较例2)。

上述所说明的实施例1、2及比较例1、2的研磨片的形状，皆为高度10mm、于旋转方向为大致平行的长边的长度为5mm、短边的长度为3mm。

在研磨时，实施例1、2及比较例1、2之中的任一个研磨片并没有破损。

再者，于实施例1、2及比较例1、2之外，对高度为10mm，一边为3mm的角柱形的研磨片(即，研磨面的各边为相同长度，边的长度上没有差别之物)也进行了评价(比较例3)。

但是，在此比较例3中，全部皆有破损，并没有完成硅晶圆的研磨。

作为经研磨的硅晶圆的评价，能以研磨后的硅晶圆的翘曲形状与研磨前后的bow(翘曲的大小、方向50mm的范围)的变化量(δbow)作为指标。

在研磨后的中心部(半径约50mm的范围)的翘曲形状突然变成凹凸形状的状况下，可以看出正反面之一发生了严重损伤，其所附带的残留应力的平衡也在正反面崩解。

另外，通过δbow能以数值将研磨所导致的损伤以及其附带的残留应力的平衡作出评价。正反面的损伤以及其附带的残留应力于正反面越相近，则δbow越接近于零。

翘曲形状与bow的测定使用sbw-330(株式会社神户制钢科研所(kobelcoresearchinstitute,inc.)制)。

再者，较佳地，作为δbow为-5μm以上+5μm以下。

图8至图11显示以实施例1、2及比较例1、2的研磨片的形状分别研磨硅晶圆之后的翘曲形状。

实施例1、2中，虽没有发现中心部的急剧翘曲形状的变化，但在比较例1、2中则在中心部发现急剧凸化，可以看出正反面之一发生了严重损伤，残留应力的平衡也在正反面崩解。

图12是显示以实施例1、2及比较例1、2的研磨片的形状分别研磨五片硅晶圆状况下的研磨前后的bow的平均变化量。

误差长条显示偏差。实施例1的δbow＝0.17μm，实施例2的δbow＝0.57μm，两者皆为良好。另一方面，比较例1的δbow＝5.39，比较例2的δbow＝5.10μm，可以看出残留应力的平衡也在正反面崩解。

根据以上结果可以得知，关于研磨片的形状，通过将本发明所实施的实施例1、2的c倒角的区域设为长方形的研磨面的短边的五分之一以上，能抑制位于晶圆表面中心部的严重损伤。另一方面在未实施本发明的比较例1、2中，由于晶圆表面的中心部所产生的严重损伤，因而导致对翘曲形状与bow产生不良影响。

此外，本发明并未被限定于上述实施例，上述实施例为例示，凡具有与本发明的申请专利范围所记载的技术思想实质上相同的构成，能得到同样的作用效果者，皆被包含在本发明的技术范围内。