CN102124546B - 双面研磨装置用载具、使用此载具的双面研磨装置及双面研磨方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双面研磨装置用载具，其特征在于，至少具备：载具母体，其配设在粘贴有研磨布的上下方磨盘之间，并形成有用于在研磨时对夹持于上述上下方磨盘之间的上述芯片进行保持的保持孔；环状树脂环，其沿此载具母体的保持孔内周而配置，与上述所保持的芯片的倒角部相接，以保护此倒角部；上述树脂环的内周具有凹状的槽，形成在该凹槽内的上下斜面与上述芯片的倒角部以剖面点接触的方式相接而保持上述芯片。这样，可提供双面研磨装置用载具、使用此载具的双面研磨装置及双面研磨方法，既可抑制因研磨布蠕动变形而造成的芯片外周塌边的产生，又可通过在研磨中使芯片自转来降低研磨面斜度的产生，从而提高平坦度。
Description
技术领域
本发明涉及一种在双面研磨装置中研磨芯片时用来保持芯片的双面研磨装置用载具及使用此装置的双面研磨方法。
背景技术
在抛光等中同时对芯片的双面进行研磨时，会利用双面研磨装置用载具来保持芯片。此双面研磨装置用载具形成为厚度比芯片更薄，并在双面研磨装置的上方磨盘与下方磨盘之间的特定位置处具备用于保持芯片的保持孔。芯片***至此保持孔中而被保持，并由设置于上方磨盘与下方磨盘的相向面的研磨布等研磨工具来夹持芯片的上下面，一边向研磨面供给研磨剂一边进行研磨。
此处，这种用于芯片的双面研磨的双面研磨装置用载具，是以金属制品为主流。
因此，为了保护芯片的周边部免受金属制成的双面研磨装置用载具所造成的损伤，而沿保持孔的内周部安装树脂环。
如此一来，通过在载具的保持孔与芯片之间安装树脂环来进行研磨，可以防止芯片的周边部受到损坏。
然而，当如上所述地进行双面研磨时，存在下述问题：如果压力集中于芯片的外周部分，则会由于研磨浆或研磨布的弹粘性的影响等，而仅有芯片的外周部被过度地研磨，从而导致外周塌边。而且，这种外周塌边是导致芯片平坦度恶化的原因之一。
另外，关于芯片的平坦度，已知在双面研磨时，可通过使双面研磨装置用载具的保持孔所保持的芯片进行自转，来抑制芯片的研磨面产生斜度，从而提高平坦度。
另外，作为降低如上所述的外周塌边的方法，公开了一种为修正在第1次双面研磨步骤中所产生的外周塌边而进行第2次双面研磨步骤的方法(参照专利文献1)。
然而，此方法由于须要进行修正外周塌边的第2次双面研磨步骤，因而存在步骤增多的缺点，所以需要寻求一种能够更为简便地降低外周塌边的双面研磨方法。
并且，公开了下述的芯片制造方法，通过在研磨前的芯片外周部上装备支撑环来形成附有支撑环的芯片，在此附有支撑环的芯片的状态下进行研磨来降低外周塌边(参照专利文献2)。
[现有技术文献](专利文献)
专利文献1：日本专利特开2005-158798号公报；
专利文献2：日本专利特开2004-241723号公报。
发明内容
伴随研磨布的弹粘性特性而来的蠕动变形(creep strain)所产生的影响是双面研磨时产生外周塌边的原因之一。如图7所示，其问题在于，当要研磨的芯片W的周边部施加有倒角时，树脂环102的内周部与芯片的倒角部112之间会产生间隙，蠕动变形的研磨布105进入此间隙而导致芯片W的最外周产生塌边。
此种因研磨布蠕动变形而产生的塌边，例如可以通过如上所述的在芯片外周部装备支撑环来研磨的方法而得到防止，但是，此种以往的方法，由于在研磨中芯片被固定，因此无法起到通过芯片自转来降低芯片研磨面的斜度的效果，所以平坦度的提升效果并不充分。
本发明是有鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种双面研磨装置用载具、使用此载具的双面研磨装置及双面研磨方法，其既可抑制因研磨布蠕动变形而造成的芯片外周塌边的产生，又可通过在研磨中使芯片自转来降低研磨面斜度的产生，从而提高平坦度。
为了达成上述目的，本发明提供一种双面研磨装置用载具，在对周边具有倒角部的芯片的双面进行研磨的双面研磨装置中使用，其特征在于，至少具备：载具母体，其配设在粘贴有研磨布的上下方磨盘之间，并形成有用于在研磨时对夹持在上述上下方磨盘之间的上述芯片进行保持的保持孔；环状树脂环，其沿此载具母体的保持孔内周而配置，与上述所保持的芯片的倒角部相接，以保护此倒角部；上述树脂环的内周具有凹状的槽，形成在该凹槽内的上下斜面与上述芯片的倒角部以剖面点接触的方式相接而保持上述芯片。
如此一来，如果是如下所述的双面研磨装置用载具，其至少具备：载具母体，其配设在粘贴有研磨布的上下方磨盘之间，并形成有用于在研磨时对夹持在上述上下方磨盘之间的上述芯片进行保持的保持孔；环状树脂环，其沿此载具母体的保持孔内周而配置，与上述所保持的芯片的倒角部相接，以保护此倒角部；上述树脂环的内周具有凹状的槽，形成在该凹槽内的上下斜面与上述芯片的倒角部以剖面点接触的方式相接而保持上述芯片，由此可以减小芯片的倒角部与树脂环内周部的间隙而抑制外周塌边的产生，并且可在研磨中使芯片进行自转来抑制研磨面产生斜度，从而可提高要研磨的芯片的平坦度。
此时，优选当使上述凹槽的与芯片接触的斜面相对于上述树脂环的上下主面的角度为β，使上述芯片的倒角角度为θ时，通过满足θ＜β＜90°来使上述凹槽的上下斜面与上述芯片的倒角部以剖面点接触的方式相接。
如此一来，当使上述凹槽的与芯片接触的斜面相对于上述树脂环的上下主面的角度为β，使上述芯片的倒角角度为θ时，可以通过满足θ＜β＜90°来使上述凹槽的上下斜面与上述芯片的倒角部确实地以剖面点接触的方式相接。
另外，此时，优选上述凹槽的与芯片接触的斜面相对于上述树脂环的上下主面的角度β满足θ＜β≤θ+7°。
如此一来，如果上述凹槽的与芯片接触的斜面相对于上述树脂环的上下主面的角度β满足θ＜β≤θ+7°，则可以充分减小芯片的倒角部与树脂环内周部的间隙，从而可以更为有效地抑制外周塌边的产生。还可以提高芯片的保持力。
另外，本发明提供一种双面研磨装置，其至少具备上述本发明的双面研磨装置用载具。
如此一来，如果是具备上述本发明的双面研磨装置用载具的双面研磨装置，则可以抑制要研磨的芯片产生外周塌边及斜度，从而提高平坦度。
另外，本发明提供一种芯片双面研磨方法，对芯片进行双面研磨，其特征在于，在粘贴有研磨布的上下方磨盘之间，配设上述本发明的双面研磨装置用载具，使在该载具的保持孔内周配置的上述树脂环的凹槽的上下斜面与上述芯片的倒角部以剖面点接触的方式相接来进行保持，将上述芯片夹持在上述上下方磨盘之间来进行双面研磨。
如此一来，如果在粘贴有研磨布的上下方磨盘之间，配设上述本发明的双面研磨装置用载具，使在该载具的保持孔内周配置的上述树脂环的凹槽的上下斜面与上述芯片的倒角部以剖面点接触的方式相接来进行保持，将上述芯片夹持在上述上下方磨盘之间来进行双面研磨，则可以抑制要研磨的芯片产生外周塌边及斜度，从而提高平坦度。
在本发明中，双面研磨装置用载具在树脂环内周具有凹状的槽，形成在该凹槽内的上下斜面与芯片的倒角部以剖面点接触的方式相接而保持芯片，因此，如果使用具备此双面研磨装置用载具的双面研磨装置来进行研磨，则可以减小芯片的倒角部与树脂环内周部的间隙而抑制外周塌边的产生，并可在研磨中使芯片进行自转来抑制研磨面产生斜度，从而可以提高要研磨的芯片的平坦度。
附图说明
图1是表示本发明的双面研磨装置的一例的概略剖面图。
图2是通过俯视而得的本发明的双面研磨装置的内部结构图。
图3是表示本发明的双面研磨装置用载具的一例的概略图。
图4是表示芯片周边部(倒角部)与本发明的双面研磨装置用载具的树脂环内周(凹槽的上下斜面)以剖面点接触的方式相接的情况和树脂环的凹槽形状的概略剖面图。
图5是表示本发明的双面研磨装置用载具的树脂环凹槽的其它的形状的概略剖面图。
图6是表示实施例与比较例的结果的图。
图7是表示在使用以往的双面研磨装置用载具的树脂环来进行研磨时，已蠕动变形的研磨布进入至树脂环内周部与芯片的倒角部之间的间隙的情况的说明图。
具体实施方式
以下，说明本发明的实施方式，但本发明并不限定于此。
在以往的芯片双面研磨中，在研磨中会产生伴随研磨布的弹粘性特性而来的蠕动变形，当芯片周边部施加有倒角时，由于已蠕动变形的研磨布进入至树脂环内周部与芯片的倒角部之间的间隙，而导致有时会在芯片外周发生塌边，这是芯片的平坦度恶化的原因。
以往，为了抑制此种外周塌边，例如，通过使与芯片相接的树脂环的内周部形状形成为与芯片的倒角部的形状相吻合，并将其进行粘合而研磨，可抑制此种外周塌边，但是由于阻碍了芯片在研磨时自转，因此无法起到抑制芯片的研磨面产生斜度的效果，从而无法充分提高平坦度。
因此，本发明者为了解决此种问题而反复努力研究。结果想到如果在树脂环的内周部形成凹状的槽以减小芯片的倒角部与树脂环内周部的间隙，来抑制已蠕动变形的研磨布进入至此间隙，并且使形成于树脂环的凹槽内的上下斜面与芯片的倒角部以剖面点接触的方式接触而保持芯片，则可以尽量避免阻碍芯片自转，从而可以同时抑制外周塌边及斜度的产生，从而完成了本发明。
此处，图1是表示本发明的具备双面研磨装置用载具的双面研磨装置的概略剖面图，图2是表示通过俯视而得的双面研磨装置的内部结构图。
如图1、图2所示，具备本发明的双面研磨装置用载具1的双面研磨装置20，具有上下相向地设置的上方磨盘6和下方磨盘7，各磨盘6、7的相向面侧，分别粘贴有研磨布5。而且，上方磨盘6与下方磨盘7之间的中心部设置有中心齿轮13，周边部设置有内齿轮14。芯片W被保持于双面研磨装置用载具1的保持孔4中，并被夹持于上方磨盘6与下方磨盘7之间。
另外，中心齿轮13和内齿轮14的各齿部，与双面研磨装置用载具1的外周齿啮合，伴随着上方磨盘6和下方磨盘7通过未图示的驱动源而作旋转，双面研磨装置用载具1一边作自转一边绕着中心齿轮13作公转。此时芯片W由双面研磨装置用载具1的保持孔4所保持，通过上下研磨布5而双面同时被研磨。另外，在研磨时，会通过未图示的喷管供给研磨液。
另外，如图3所示，双面研磨装置用载具1具有形成有保持孔4的金属制载具母体3，该保持孔4用于保持芯片W。而且，沿着此载具母体3的保持孔4的内周面配置有树脂环2。通过此树脂环2，在研磨中，可以防止芯片W接触金属性的载具母体3而致使芯片W的周边部产生损伤。
而且，芯片W***至双面研磨装置用载具1的保持孔4中而被保持，此保持孔4于内周面配置有此种树脂环2。
此处，图4是表示芯片W***至双面研磨装置用载具1的保持孔4中芯片W的周边部与树脂环2的内周接触的情况的概略剖面图。
如图4所示，在要研磨的芯片W的周边部施加有倒角，具有倒角部12。另外，在树脂环2的内周形成有凹状的槽8。另外，在此凹槽8的上下处形成有斜面9。
而且，此凹槽8的上下斜面9与芯片W的倒角部12是以剖面点接触的方式相接，芯片W以此种剖面点接触的状态而被保持。此处，剖面点接触是指当对接触部分进行剖面观察时的点接触状态。因此，在本发明中，上下斜面9与芯片W的倒角部12是以上下两点接触。
如此一来，如果使形成于树脂环2的凹槽8内的上下斜面9与芯片W的倒角部12以剖面点接触的方式接触而保持芯片W，则在研磨中可以尽量避免阻碍芯片W自转。
如此一来，若是一种双面研磨装置用载具，其在树脂环2的内周形成有凹状的槽8，并使凹槽8的上下斜面9与芯片W的倒角部12以剖面点接触的方式相接而保持芯片W，则能够通过使用具备此双面研磨装置用载具的本发明的双面研磨装置进行研磨，来减小芯片W的倒角部12与树脂环2的内周部的间隙L，并抑制已蠕动变形的研磨布5进入此间隙而抑制外周塌边。
进而，除此以外，通过使凹槽8的上下斜面9与芯片W的倒角部12以剖面点接触的方式接触而进行保持，可以在研磨中使芯片W进行自转，并可以抑制研磨面产生斜度。最终无须特别增加研磨步骤来提高平坦度，仅通过一个研磨步骤即可提高要研磨的芯片W的平坦度。
此时，优选当凹槽8的与芯片W接触的斜面9相对于树脂环2的上下主面10、11的角度为β，芯片W的倒角角度为θ时，通过满足θ＜β＜90°来使凹槽8的上下斜面9与芯片W的倒角部12以剖面点接触的方式相接。
如此一来，通过满足θ＜β＜90°，可以使凹槽8的上下斜面9与芯片的倒角部12可靠地以剖面点接触的方式相接。
此处，芯片的倒角角度θ是如图4、图5所示的角度θ，其定义为芯片W的倒角部12的朝向芯片表面侧的R端部切线与来自芯片表面的水平线之间的夹角。
另外，在图2、图3中，各双面研磨装置用载具1分别保持一片芯片W，也可使用具有多个保持孔的双面研磨装置用载具，在各双面研磨装置用载具内保持多片芯片W。
此处，树脂环2的凹槽8的形状，只要是形成有与芯片W的倒角部12以剖面点接触的方式相接的上下斜面9即可，例如，凹槽8的最深部的形状等，并不特别限定于V槽。例如，也可以是如图5所示的梯形状的凹槽8。
此时，优选凹槽8的与芯片W接触的斜面9相对于树脂环2的上下主面10、11的角度β满足θ＜β≤θ+7°。
例如，当芯片W的倒角角度为18°时，如果凹槽8的与芯片W接触的斜面9相对于树脂环2的上下主面10、11的角度β满足18°＜β≤25°，则可以充分减小芯片W的倒角部12与树脂环2的内周部的间隙L，并可以更为有效地抑制已蠕动变形的研磨布5进入此间隙。还可以提高芯片的保持力。
另外，本发明的芯片双面研磨方法使用具有例如图4、图5所示的树脂环2的如图3所示的双面研磨装置用载具1以及具备此双面研磨装置用载具1的如图1所示的双面研磨装置20，首先，在双面研磨装置20的粘贴有研磨布5的上下方磨盘6、7之间，配设双面研磨装置用载具1。
然后，将芯片W***至双面研磨装置用载具1的保持孔4内，使配置于双面研磨装置用载具1的保持孔4内周的树脂环2的凹槽8的上下斜面9，与芯片W的倒角部12以剖面点接触的方式相接而进行保持。
接下来，用粘贴于上下方磨盘6、7的研磨布5来夹持芯片W的上下研磨面，一边向研磨面供给研磨剂一边进行研磨。
如果这样进行研磨，则既可减小芯片W的倒角部12与树脂环2的内周部的间隙L，抑制已蠕动变形的研磨布5进入此间隙，而抑制外周塌边，又可在研磨中使芯片W进行自转，从而抑制研磨面产生斜度。最终无须特别增加研磨步骤，仅通过一个研磨步骤即可提高要研磨的芯片W的平坦度。
以下，列出本发明的实施例和比较例来更具体地说明本发明，但本发明并不限定于此。
(实施例)
使用如图3、图4所示的双面研磨装置用载具以及具备此双面研磨装置用载具的如图1所示的双面研磨装置，对250片直径为300mm的硅芯片进行双面研磨，并使用平坦度测定器(WaferSight M49款/Cell Size：26×8mm/offset：0×0mm/Edge Exclusion：2mm)测定研磨后的芯片表面的平坦度(SFQR(max))。
另外，SFQR(site front least squares range)是表示在将芯片背面矫正为平面的状态下，将在设定位置内通过最小二乘法计算出数据而得的位置内平面作为基准平面，各位置距此平面的最大、最小的位移差。(max)是指各位置的此差中的最大值。
此处，在研磨前对芯片实施倒角加工，其倒角角度为18°。另外，使树脂环的内径为300.5mm，使树脂环的宽度为1700μm，使β为25°。树脂环的内径，相对于芯片直径，优选为相差2mm以下来保持芯片。另外，如果使树脂环的宽度在1500～2000μm的范围内，于强度方面而言较佳。此时，芯片的倒角部与树脂环内周部的间隙L为42μm。
其结果示于图6。根据图6可知，相较于下述比较例的结果，SFQR(max)有所改善。而且，SFQR(max)的平均值为26.65nm，相较于比较例的32.56nm，得到了改善，此改善比率为22.18％。
如此一来，可确认通过使用本发明的双面研磨装置用载具来进行双面研磨，既可抑制已蠕动变形的研磨布进入此间隙中，而抑制外周塌边，也可在研磨中使芯片进行自转来抑制研磨面产生斜度，从而提高要研磨的芯片的平坦度。
(比较例)
除了使用具备有如图7所示的以往的无凹槽树脂环的双面研磨装置用载具的双面研磨装置以外，在与实施例相同的条件下研磨250片芯片，并用与实施例相同的方法测定平坦度。
其结果示于图6。另外，SFQR(max)的平均值为32.56nm。由此可知相较于实施例的结果，平坦度有所恶化。
另外，本发明并不限定于上述实施方式。上述实施方式为举例说明，凡是具有与本发明的权利要求范围所述的技术思想实质相同的结构，并能起到相同作用效果的任一发明均包含于本发明的技术范围内。
Claims (3)
1.一种双面研磨装置用载具，在对周边具有倒角部的芯片的双面进行研磨的双面研磨装置中使用，其特征在于，至少具备：
载具母体，其配设在粘贴有研磨布的上下方磨盘之间，并形成有用于在研磨时对夹持在上述上下方磨盘之间的上述芯片进行保持的保持孔，
环状树脂环，其沿此载具母体的保持孔内周而配置，与上述所保持的芯片的倒角部相接，以保护此倒角部；
上述树脂环的内周具有凹状的槽，形成在该凹槽内的上下斜面与上述芯片的倒角部以剖面点接触的方式相接而保持上述芯片，
当使上述凹槽的与芯片接触的斜面相对于上述树脂环的上下主面的角度为β，使上述芯片的倒角角度为θ时，满足θ<β≤θ+7°。
2.一种双面研磨装置，其特征在于，至少具备权利要求1所述的双面研磨装置用载具。
3.一种芯片的双面研磨方法，对芯片进行双面研磨，其特征在于，
在粘贴有研磨布的上下方磨盘之间配设如权利要求1所述的双面研磨装置用载具，使在该载具的保持孔内周配置的上述树脂环的凹槽的上下斜面与上述芯片的倒角部以剖面点接触的方式相接来进行保持，将上述芯片夹持在上述上下方磨盘之间来进行双面研磨。
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