CN103962918A - 研磨方法 - Google Patents

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Abstract

一种研磨方法，使基板(W)旋转，按压第1研磨件(3A)使其与基板(W)的边缘部接触而对该边缘部进行研磨，按压第2研磨件(3B)使其与边缘部接触而对该边缘部进行研磨，所述第2研磨件在基板(W)的径向配置在第1研磨件(3A)的内侧，第1研磨件(3A)具有比第2研磨件(3B)粗的研磨面。采用本发明，可提高研磨速率，且可在基板的边缘部上形成平滑的垂直面。

Description

研磨方法
技术领域
本发明涉及一种对晶片等基板进行研磨的研磨方法，尤其涉及一种将研磨件按压到基板的边缘部上对该边缘部进行研磨的研磨方法。
背景技术
为了研磨晶片周缘部，而使用具有研磨带或固定磨粒等研磨件的研磨装置。这种研磨装置，一边使晶片旋转，一边使研磨件与晶片周缘部接触而研磨晶片的周缘部。在本说明书中，将晶片的周缘部定义为将位于晶片最外周的伞形部和位于伞形部径向内侧的上边缘部及下边缘部包含在内的区域。
图8(a)及图8(b)是表示晶片周缘部的放大剖视图。更详细地说，图8(a)是所谓直线型晶片的剖视图，图8(b)是所谓圆型晶片的剖视图。在图8(a)的晶片W中，伞形部是由上侧倾斜部(上侧伞形部)P、下侧倾斜部(下侧伞形部)Q及侧部(顶部)R所构成的晶片W的最外周面(用符号B表示)。在图8(b)的晶片W中，伞形部是构成晶片W的最外周面的、具有弯曲的截面的部分(用符号B表示)。上边缘部是位于伞形部B的径向内侧的平坦部E1。下边缘部是位于上边缘部的相反侧、位于伞形部B的径向内侧的平坦部E2。下面，将这些上边缘部E1及下边缘部E2统称为边缘部。边缘部有时也包含形成有器件的区域。
SOI(Silicon on Insulator：硅绝缘体)基板等的制造工序如图9所示，对于晶片W的边缘部要求形成垂直面及水平面。SOI基板，通过将器件基板与硅基板贴合而制造。更具体地说，如图10(a)及图10(b)所示，将器件基板W1和硅基板W2贴合，且如图10(c)所示那样用研磨机磨削器件基板W1的背面，获得图10(d)所示那样的SOI基板。
图9所示的边缘部的截面形状，可由图11所示的研磨装置来形成。即，一边使晶片W旋转，一边用按压部件100将研磨台101的缘部从上方按压到边缘部上，由此来研磨晶片W的边缘部。研磨带101的下表面构成保持有磨粒的研磨面，且该研磨面配置成与晶片W平行。并且，在使研磨带101的缘部位于晶片W的边缘部的状态下，通过用按压部件100将研磨带101的研磨面按压到晶片W的边缘部上，从而可在晶片W的边缘部上形成图9所示那样的直角的截面形状即垂直面及水平面。
专利文献1：日本专利特开2011-171647号公报
专利文献2：日本专利特开2012-213849号公报
发明所要解决的课题
要提高图11所示的研磨装置的处理量，最好使用具有粗研磨面的研磨带。这是晶片W的研磨速率(去除率)提高的缘故。但是，若将具有粗研磨面的研磨带与晶片W的边缘部接触，则边缘部的垂直面***，有时会使边缘部产生缺陷。若使用具有细研磨面的研磨带，则能够在边缘部上形成平滑的垂直面。但是，若使用具有细研磨面的研磨带，则会使晶片W的研磨速率下降。
发明内容
本发明是鉴于上述以往技术中的问题而做成的，其目的在于提供一种研磨方法，能够提高研磨速率，并能够在基板的边缘部上形成平滑的垂直面。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明的一形态的研磨方法的特点是，包含这样的工序：使基板旋转，将第1研磨件按压到所述基板的边缘部，从而对该边缘部进行研磨，将第2研磨件按压到所述边缘部，从而对该边缘部进行研磨，所述第2研磨件在所述基板的径向上配置在所述第1研磨件的内侧，所述第1研磨件具有比所述第2研磨件粗的研磨面。
本发明的较佳形态的特点是，在从所述第1研磨件与所述基板的边缘部接触的时刻经过规定时间后，使所述第2研磨件与所述基板的边缘部接触。
本发明的较佳形态的特点是，所述第1研磨件与所述边缘部接触时的接触宽度，大于等于所述第2研磨件与所述边缘部接触时的接触宽度。
本发明的较佳形态的特点是，由所述第1研磨件研磨的所述边缘部的去除率，高于由所述第2研磨件研磨的所述边缘部的去除率。
本发明的较佳形态的特点是，所述第1研磨件是粗研磨用的研磨件，所述第2研磨件是精研磨用的研磨件。
本发明的较佳形态的特点是，所述第1研磨件是第1研磨带，所述第2研磨件是第2研磨带。
本发明的较佳形态的特点是，所述第1研磨件是第1砂轮，所述第2研磨件是第2砂轮。
发明的效果
根据本发明，先由第1研磨件研磨基板的边缘部。因此，第2研磨件与边缘部的接触面积小，结果第2研磨件对边缘部的压力变高。于是，相比于第1研磨件具有更细的研磨面的第2研磨件能以较高的研磨速率(去除率)对基板的边缘部进行研磨。此外，能利用具有细研磨面的第2研磨件在边缘部上形成平滑的垂直面。
附图说明
图1是用于实施本发明研磨方法一实施方式的研磨装置的示意图。
图2是图1所示的研磨装置的俯视图。
图3是表示利用按压块将第1研磨带按压到晶片的边缘部上，从而对晶片的边缘部进行研磨状态的侧视图。
图4是用于说明第1研磨带与第2研磨带的配置的示图。
图5(a)至图5(c)是表示本发明研磨方法的一实施方式的示图。
图6是表示用一个研磨带对晶片的边缘部进行研磨状态的示图。
图7(a)至图7(c)是说明用由本实施方式的研磨装置研磨后的基板来制造SOI基板的工序的示图。
图8(a)及图8(b)是表示晶片的周缘部的放大剖视图。
图9是表示形成在晶片的边缘部上的垂直面及水平面的示图。
图10(a)至图10(d)是说明SOI(Silicon on Insulator)基板的制造工序的示图。
图11是表示可形成图9所示的边缘部的截面形状的研磨装置一例子的示图。
符号说明
1 基板保持部
2A、2B 研磨单元
3A、3B 研磨带
4 研磨液供给机构
5 研磨带支承机构(研磨件支承机构)
7 按压块(按压部件)
9 垂直移动机构
10 按压块移动机构(按压部件移动机构)
11 带移动机构(研磨件移动机构)
12 送出卷轴
14 卷绕卷轴
17 带用挡块
具体实施方式
下面，参照说明书附图来说明本发明的实施方式。
图1是用于实施本发明研磨方法一实施方式的研磨装置的示意图，图2是图1所示的研磨装置的俯视图。研磨装置具有：基板保持部1，该基板保持部1对作为基板的一例子的晶片W进行保持并使其旋转；第1研磨单元2A及第2研磨单元2B，它们对由基板保持部1保持的晶片W的边缘部进行研磨；以及研磨液供给机构4，该研磨液供给机构4将研磨液(例如纯水)供给到晶片W的中心部。
2个研磨单元2A、2B的配置是相对于由晶片保持部1保持的晶片W而对称。第1研磨单元2A，使作为第1研磨件的第1研磨带3A与晶片W的边缘部滑动接触而对该边缘部进行研磨，第2研磨单元2B，使作为第2研磨件的第2研磨带3B与晶片W的边缘部滑动接触而对该边缘部进行研磨。第1研磨带3A具有比第2研磨带3B粗的研磨面。在晶片W的研磨中，研磨液从研磨液供给机构4被供给到晶片W的中心部。作为所使用的研磨液的例子，可例举纯水。作为第1研磨件及/或第2研磨件，也可使用砂轮来代替研磨带。
由于第1研磨单元2A与第2研磨单元2B具有相同的结构，因此，下面对第1研磨单元2A进行说明。第1研磨单元2A具有：支承第1研磨带3A的研磨带支承机构(研磨件支承机构)5；将第1研磨带3A从上方按压到晶片W的边缘部上的按压块7；使按压块7相对于晶片表面在垂直的方向上移动垂直移动机构9；使按压块7及垂直移动机构9沿晶片W的径向移动的按压块移动机构(按压部件移动机构)10；以及使第1研磨带3A及研磨带支承机构5沿晶片W的径向移动的带移动机构(研磨件移动机构)11。
按压块移动机构10及带移动机构11可互相独立动作。因此，在晶片W的径向的按压块7与第1研磨带3A的相对位置，能够通过按压块移动机构10及带移动机构11来调节。作为垂直移动机构9、按压块移动机构10及带移动机构11，可使用气缸的组合或伺服电动机与滚珠丝杠的组合等。
研磨带支承机构5具有：将第1研磨带3A送出到按压块7的送出卷轴12、以及卷绕第1研磨带3A的卷绕卷轴14。第1研磨带3A从送出卷轴12经由按压块7而延伸到卷绕卷轴14。第1研磨带3A的研磨面与晶片W的表面平行，且研磨面与晶片W的边缘部相对地被研磨带支承机构5支承。
第1研磨带3A的一个面(下表面)构成固定有磨粒的研磨面。第1研磨带3A是长条状的研磨件，沿晶片W的切线方向配置。按压块7是用于将第1研磨带3A按压到晶片W的边缘部上的按压部件，配置在晶片W的边缘部的上方。第1研磨带3A配置在按压块7与晶片W的边缘部之间。在按压块7的底面，固定有限制第1研磨带3A向外侧移动的带用挡块17。也可省略该带用挡块17。
图3是表示利用按压块7而将第1研磨带3A按压到晶片W的边缘部上，从而对晶片W的边缘部进行研磨状态的示图。第1研磨单元2A用第1研磨带3A对晶片W的边缘部进行研磨。同样，第2研磨单元2B用不同于第1研磨带3A的第2研磨带3B对晶片W的边缘部进行研磨。第1研磨带3A具有比第2研磨带3B粗的研磨面。例如，第1研磨带3A是具有粗研磨用的粗的研磨面的研磨带，第2研磨带3B是具有精研磨用的细的研磨面的研磨带。
如图4所示，第2研磨带3B及第2研磨单元2B的按压块7，在晶片W的径向配置在第1研磨带3A及第1研磨单元2A的按压块7的内侧。即，如图4所示，第1研磨带3A的内侧缘部与晶片W的最外周端之间的距离L1比第2研磨带3B的内侧缘部与晶片W的最外周端之间的距离L2短。因此，第2研磨带3B对处于第1研磨带3A的径向内侧的边缘部的部位进行研磨。
图5(a)至图5(c)是表示本发明研磨方法一实施方式的示图。晶片W利用基板保持部1(参照图1及图2)而绕其轴心旋转。在该状态下，如图5(a)所示，第1研磨带3A先与晶片W的边缘部接触，然后开始研磨边缘部。此时，第2研磨带3B离开晶片W。从第1研磨带3A与晶片W的边缘部接触的时刻(即，第1研磨带3A开始对边缘部研磨的时刻)经过规定时间后，如图5(b)所示，第2研磨带3B与晶片W的边缘部接触，开始研磨边缘部。此外，如图5(c)所示，通过将研磨单元2A、2B的按压块7、7下推，从而在晶片W的边缘部上由第1研磨带3A及第2研磨带3B形成垂直面及水平面。虽图5(a)至图5(c)未图示，但在晶片W的边缘部的研磨中，研磨液从研磨液供给机构4供给到晶片W的上表面。
按压块7的晶片按压面(基板按压面)是与晶片表面平行的水平面。研磨单元2A、2B通过用其水平的按压面将研磨带3A、3B按压到晶片W的边缘部上，从而分别各自在晶片W的边缘部上形成垂直面及水平面。与晶片W接触的研磨带3A、3B的研磨面是与晶片W的表面平行的。
从图5(c)可知，第1研磨带3A先对边缘部的外侧区域进行研磨，接着第2研磨带3B对边缘部的内侧区域进行研磨。第1研磨带3A与边缘部接触时的接触宽度P1，最好大于等于第2研磨带3B与边缘部接触时的接触宽度P2。这是为了减小第2研磨带3B与边缘部的接触面积从而提高第2研磨带3B对边缘部的研磨压力的缘故。此处，上述接触宽度是晶片W在径向上的研磨带3A、3B的接触宽度。
研磨中，通常使第1研磨带3A先于第2研磨带3B对边缘部进行研磨，由第1研磨带3A研磨的边缘部的去除率最好高于由第2研磨带3B研磨的边缘部的去除率。
图6是表示用一个研磨带20对晶片W的边缘进行研磨状态的示图。从图6与图5(c)的对比中可知，第1研磨带3A与晶片W的接触面积以及第2研磨带3B与晶片W的接触面积，小于图6的研磨带20与晶片W的接触面积。这种情况，意味着第1研磨带3A及第2研磨带3B的对于晶片W的压力高于图6所示的研磨带20对于晶片W的压力。因此，第1研磨带3A及第2研磨带3B都能够以较高的研磨速率对晶片W的边缘部进行研磨。
在SOI(Silicon on Insulator：硅绝缘体)基板的制造工序中，通过研磨机去除由第1研磨带3A形成的水平面及垂直面。即，如图7(a)至图7(b)所示，将由本实施方式的研磨装置研磨后的器件基板W1贴合在硅基板W2上，用研磨机将器件基板W1从其背面予以磨削，由此获得图7(c)所示那样的SOI基板。在器件基板W1上，仅留有由具有细的研磨面的第2研磨带3B所形成的平滑的垂直面。
上述的实施方式，是以本发明所属的技术领域中具有通常知识的人员能实施本发明为目的而记载的。上述实施方式的各种变形例若是技术人员就当然可实施，本发明的技术思想还可适用于其它的实施方式。因此，本发明不限于所记载的实施方式，应是由基于权利要求书所定义的技术思想的最宽大的范围来解释的。

Claims (7)

1.一种研磨方法，其特征在于，包含这样的工序：
使基板旋转，
将第1研磨件按压到所述基板的边缘部，从而对该边缘部进行研磨，
将第2研磨件按压到所述边缘部，从而对该边缘部进行研磨，所述第2研磨件在所述基板的径向上配置在所述第1研磨件的内侧，
所述第1研磨件具有比所述第2研磨件粗的研磨面。
2.如权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，在从所述第1研磨件与所述基板的边缘部接触的时刻经过规定时间后，使所述第2研磨件与所述基板的边缘部接触。
3.如权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，所述第1研磨件与所述边缘部接触时的接触宽度，大于等于所述第2研磨件与所述边缘部接触时的接触宽度。
4.如权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，由所述第1研磨件研磨的所述边缘部的去除率，高于由所述第2研磨件研磨的所述边缘部的去除率。
5.如权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，所述第1研磨件是粗研磨用的研磨件，所述第2研磨件是精研磨用的研磨件。
6.如权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，所述第1研磨件是第1研磨带，所述第2研磨件是第2研磨带。
7.如权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，所述第1研磨件是第1砂轮，所述第2研磨件是第2砂轮。
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