本发明涉及一种承载环、磨削装置及磨削方法。
背景技术：
使用两头磨削装置的硅晶圆的双面磨削一般会如以下的方式进行。
首先，以承载环的支承孔支承硅晶圆。在支承时，为了使硅晶圆与承载环同样地进行旋转，会将硅晶圆的槽口与向支承孔内部突出的突起部卡合。又，以硅晶圆的中心与承载环的中心一致的方式来支承硅晶圆。之后，一边旋转2个磨削轮，一边将两者分别按压于硅晶圆的两面，同时供给磨削液到磨削轮内，将承载环以该承载环的中心为旋转轴来进行旋转，由此进行硅晶圆的磨削。
另外，已进行双面磨削的硅晶圆中，被称为纳米形貌(nanotopography)的正面的起伏常常会成为问题。因此，研究通过降低该奈米形貌的恶化来提高硅晶圆的平坦度的技术(例如，参考专利文献1)。另外，所谓奈米形貌是被定义为“以非吸附或弱吸附来置放硅晶圆时，厘米周期中存在的奈米范围的起伏”。
专利文献1中，作为奈米形貌恶化的产生机制，记载如下。上述的双面磨削中，因为硅晶圆的槽口与承载环的突起部都各有1个，因此伴随着承载环的旋转而产生的应力集中于槽口与突起部，硅晶圆的槽口周边容易变形。若在该槽口周边变形的状态下进行双面磨削，则硅晶圆的奈米形貌会恶化。
为了降低这种奈米形貌的恶化，专利文献1中公开了一种技术，与以往的突起部不同的另一突起部设置于承载环，且与以往的槽口不同地另一支承用槽口设置于硅晶圆，将各槽口与各突起部卡合来进行双面磨削，由此分散伴随承载环的旋转所带来的应力。
另一方面，本发明人发现当进行硅晶圆的双面磨削时，承载环的使用刚开始不会发生奈米形貌的恶化，但当使用期间变长就变得容易发生奈米形貌的恶化，且如下推测发生这种现象的理由。
磨削硅晶圆时也会磨削到突起部。若突起部的磨削量变多，则突起部向相对于硅晶圆的被磨削面垂直的方向弯曲，硅晶圆的槽口周边也向与突起部相同的方向弯曲。若在该弯曲的状态下进行双面磨削，则硅晶圆就会发生奈米形貌的恶化。
因此，本发明人为了降低这种奈米形貌的恶化而采取了对策，即对承载环的使用期间设了限制，更换经过了该使用期间的承载环。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-279704号公报
然而，专利文献1记载的方法中，设置于硅晶圆的支承用槽口必须要由后续工序来除去，导致工序变得繁杂。
又，对承载环的使用期间设置限制的方法中，需要多个承载环，而导致成本提高。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种不会使工序复杂化并且不会提高成本就能够提高被磨削物的磨削品质的承载环、磨削装置及磨削方法。
用于解决技术问题的方案
本发明的承载环被使用于外形为圆形的被磨削物的磨削，并且是具有能够支承所述被磨削物的支承孔的圆板状，其特征在于，所述支承孔形成为该支承孔的中心相对于所述承载环的中心偏心的圆形。
本发明的磨削装置，磨削外形为圆形的被磨削物，其特征在于，具备：上述的承载环；旋转机构，以所述承载环的中心为旋转轴来旋转该承载环；及磨石，磨削所述被磨削物。
本发明的磨削方法，是磨削外形为圆形的被磨削物的磨削方法，其特征在于，具备：以上述的承载环的支承孔支承该被磨削物，以使所述被磨削物的中心相对于所述承载环的中心偏心的工序；以所述承载环的中心为旋转轴使该承载环旋转的工序；及使用磨石来磨削所述被磨削物的工序。
在此，如以往那样，使被磨削物的中心与承载环的中心一致，旋转承载环来进行磨削的情况下，从被磨削面侧观察时，支承孔相对于被磨削物不移动，因此理论上支承孔的内周面不接触被磨削物的外周面，承载环的旋转驱动力不会传达到被磨削物。因此，为了使承载环的旋转驱动力传达到被磨削物，需要将与被磨削物的槽口卡合的突起部设置于承载环上。
相对于此，根据本发明，以被磨削物的中心相对于承载环的中心偏心的方式，用承载环支承被磨削物，以承载环的中心为旋转轴来旋转该承载环。通过这种结构，旋转承载环时，支承孔会相对于被磨削物移动，因此被磨削物与支承孔接触，该接触部位推压被磨削部的端面，但此时，被磨削物的中心偏离承载环的中心，因此被磨削物会产生旋转力矩。通过该旋转力矩，即使突起部不设置于支承孔，也能够使被磨削物与承载环一起旋转来进行磨削，能够抑制因为槽口与突起部的卡合而产生的奈米形貌。由此，不会像以往那样使工序复杂化并且不会提高成本就能够提高被磨削物的磨削品质。
本发明的承载环中，所述支承孔的中心相对于所述承载环的中心的偏心量优选为所述被磨削物的直径的1.7％以下。
在此，若偏心量超过被磨削物的直径的1.7％，则在以往的磨削装置中，在被磨削物的偏心方向上的端部不会接触磨石，而发生没有被磨削的异常。
相对于此，本发明中，通过将偏心量设定在上述的范围内，能够抑制上述异常的发生。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的两头磨削装置的主要部分的剖面图。
图2是表示所述一实施方式及本发明的实施例1、2中的承载环的主视图。
图3是表示本发明的比较例中的承载环的主视图。
图4是表示本发明的实施例1、2及比较例中的硅晶圆磨削后的剖面轮廓的曲线图。
具体实施方式
参考附图说明本发明的一实施方式。
[两头磨削装置的结构]
如图1所示，作为磨削装置的两头磨削装置1，具备：圆板状的承载环2，在内部保持作为被切削物的硅晶圆w；旋转机构3，将承载环2的中心c1作为旋转轴来旋转该承载环2；及2个磨削轮4，具有磨削硅晶圆w的多个磨石42，并且分别相对向于被承载环2所保持的硅晶圆w的两面而配置。
如图2所示，承载环2具备圆环板状的旋转环21及通过旋转环21使外周部被保持的圆环板状的支承环24。
旋转环21具备例如通过sus(不锈钢)等材料各自形成的本体环22及压环23。在本体环22的一面的内缘侧设置有嵌合槽221，该嵌合槽嵌入支承环24的外周部及压环23。压环23的内周面设置有内齿231，该内齿会啮合到旋转机构3的后述的驱动齿轮31。
支承环24例如通过玻璃环氧树脂等形成为比硅晶圆w薄。支承环24具有能够支承硅晶圆w的支承孔241。支承孔241形成为该支承孔241的中心c2相对于承载环2的中心c1偏心的圆形。支承孔241的中心c2相对于承载环2的中心c1的偏心量d并没有特别限制，但优选为承载环2的直径的1.7％以下。若支承孔241的内径比硅晶圆w的直径大，则并没有特别限制，但与硅晶圆w的直径之间的差优选在1mm以内。
另外，支承环24上并没有设置向支承孔241内部突出，并与硅晶圆w的槽口n卡合的突起部。
旋转机构3具备与承载环2的内齿231啮合的驱动齿轮31，及使驱动齿轮31旋转的驱动马达32。
磨削轮4具备大致圆板状的轮座41及沿着该轮座41的一面的外缘以指定间隔设置的多个磨石42。轮座41的中央设置有贯通该轮座41的两面的磨削液供给孔43。经由该磨削液供给孔43，磨削液供给到磨削轮4内。
[两头磨削方法]
接着，说明使用上述两头磨削装置1的两头磨削方法。
如图1所示，将磨削轮4分别按压于垂直立起的硅晶圆w的两面，且供给磨削液到磨削轮4内，旋转承载环2及磨削轮4，由此磨削硅晶圆w。
刚开始该磨削之后，如图2所示，例如承载环2向逆时针方向旋转，则支承孔241的中心c2相对于承载环2的中心c1偏心，因此支承孔241会相对于硅晶圆w移动，支承孔241与硅晶圆w在接触部位p接触。然后，虽然该接触部位p会变成按压硅晶圆w的端面，但此时，硅晶圆w的中心偏离承载环2的中心c1，因此硅晶圆w会产生旋转力矩。通过该旋转力矩，即使不设置卡合到槽口n的突起部到承载环2上，也能够旋转硅晶圆w来进行磨削。
[实施方式的作用效果]
如上述的本实施方式中，能够达成如以下的作用效果。
将承载环2的支承孔241形成为该支承孔241的中心c2相对于支承环2的中心c1偏心。
因此，如上述，即使不设置卡合到槽口n的突起部到承载环2上，也能够旋转硅晶圆w来进行磨削。因此，能够抑制因为槽口n与突起部的卡合而产生的奈米形貌，不会像以往那样使工序复杂化并且不会提高成本就能够提高硅晶圆w的磨削品质。
[另一实施方式]
另外，本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的要旨的范围内能够进行各式各样的改良及设计的变更。
例如，支承孔241的中心c2相对于承载环2的中心c1的偏心量d也可以超过承载环2的直径的1.7％。
旋转环21与支承环24以不同的材料形成为不同的部件，但也可以相同材料形成，以相同的材料形成的情况下，也可以形成为不同的部件，也可以形成为1个部件(承载环)。
作为被磨削物，可以将陶瓷或石材等硅晶圆w以外的外径为圆形的物体作为对象。
实施例
接着，通过实施例及比较例来更详细地说明本发明，但本发明并不受这些例子的任何的限定。
〔实施例1〕
准备与上述实施方式中使用的两头磨削装置1具有相同的结构的两头磨削装置(koyomachineindustriesco.,ltd.制，dxsg320)。又，准备图2所示的承载环2。该实施例1中，用以下的条件设置支承孔241。另外，磨削对象的硅晶圆w的直径是300mm。
·内径：301mm以下
·偏心量d：2mm(硅晶圆w的直径的0.67％)
然后，用以下的条件磨削硅晶圆w的两面，使用nanotopography测量装置(ade公司制，产品名：nanomapper)来量测包含硅晶圆w的中心及槽口n的配置位置的剖面的轮廓。将其结果示于图4。
如图4所示，在singlegaussianfilterheight(单个高斯滤波器高度)的轮廓数据中，能够确认到硅晶圆w的槽口n附近或其他部位没有产生特异的图案，成为硅晶圆品质评价的指标的pv值变小，硅晶圆品质良好。另外，singlegaussianfilterheight被用作表示因磨削等硅晶圆的机械加工而产生的大周期的起伏的指标。
<磨削条件>
·磨石型号：#2000
·磨削轮的直径：160mm
·磨削轮的转速：4000rpm
·承载环的转速：40rpm
〔实施例2〕
除了将支承孔241的偏心量d设为5mm(硅晶圆w的直径的1.67％)以外，准备具有与实施例1相同结构的承载环2。然后，用与实施例1相同的条件来磨削300mm的硅晶圆w的两面，测量剖面的轮廓。将其结果示于图4。
如图4所示，与实施例1同样地，能够确认到硅晶圆w的槽口n附近或其他部位没有产生特异的图案，硅晶圆品质良好。
〔比较例〕
准备如图3所示的承载环9。
该承载环9具备旋转环21及支承环94。支承环94的支承孔941形成为该支承孔941的中心c3与承载环2的中心c1一致，且内径与实施例1、2的支承孔241的内径相同的圆形。即，支承孔941的偏心量d是0mm。又，支承环94上设置有向支承孔941的内部突出且与硅晶圆w的槽口n卡合的突起部942。
然后，将300mm的硅晶圆w支承于承载环9，以使槽口n与突起部942卡合，再用与实施例1相同的条件来磨削该硅晶圆w的两面，测量剖面的轮廓。将其结果示于图4。
如图4所示，可知在槽口n侧的端部产生特异的图案，因为该特异图案，品质评价指标的pv值变大，硅晶圆品质比实施例1、2降低。其结果，被认为启示了如下情况：槽口n与突起部942之间产生过大的推压力，加工中的硅晶圆w变形，产生磨削异常。
从以上可确认到，将承载环的支承孔形成为该支承孔的中心相对于承载环的中心偏心，不会像以往那样使工序复杂化并且不会提高成本就能够提高硅晶圆的磨削品质。
附图标记说明
1-两头磨削装置(磨削装置)，2-承载环，241-支承孔，3-旋转机构，42-磨石，w-硅晶圆(被磨削物)。