CN107297680A - 晶片端面研磨垫、晶片端面研磨装置及晶片端面研磨方法 - Google Patents

Abstract

提供一种能够抑制浆液的飞散、减少端面研磨后的晶片的背面的亮点缺陷的晶片端面研磨垫。本发明是一种晶片端面研磨垫，前述垫的由正面及背面构成的主面的形状为大致矩形，前述垫用于将晶片的端面研磨，其特征在于，多条槽以在前述垫的长边方向上隔开间隔的方式，沿着前述垫的短边方向配置，前述多条槽在前述垫的短边方向两端开口。

Description

晶片端面研磨垫、晶片端面研磨装置及晶片端面研磨方法

技术领域

本发明涉及晶片端面研磨垫、晶片端面研磨装置及晶片端面研磨方法。

背景技术

在硅晶片等的半导体等由各种各样的材质构成的抛光晶片的制造工序之一中，有将被晶片的正面和背面所夹的晶片端面研磨的工序。该晶片端面研磨工序使用例如专利文献1所记载的那样的研磨装置，如在本申请的图8中示意地表示地那样进行。

参照图8，晶片W真空吸附并被保持在可旋转的台60上。在台的主表面上设有晶片保持垫62。在能够与晶片端面接触的位置上，配置三种晶片端面研磨垫（研磨布）70A、70B、70C。研磨垫70A将晶片的端面的与晶片的吸附面相邻的下斜面区域研磨。研磨垫70B将晶片的端面的、与和晶片的吸附面相反的一侧的面相邻的上斜面区域研磨。研磨垫70C将晶片的端面的被下斜面区域和上斜面区域所夹的最外周区域研磨。在图8中示意地将这些研磨垫重叠描绘，但实际上配置在沿着晶片外周方向的不同的位置。从喷嘴68向晶片表面供给浆液。在该状态下，一边使晶片W在既定方向上旋转，一边使研磨垫70A、70B、70C与晶片端面接触而使其向相反方向旋转，由此将晶片端面研磨。通过晶片W的旋转，将浆液向晶片端面供给。

专利文献1：日本特开2009－297842号公报。

本发明人们非常注意地观察了端面研磨的状况，发现如在图8中示意地表示那样，被供给到晶片端面上的浆液从研磨垫70A、70B、70C（特别是将下斜面区域研磨的研磨垫70A）向台60的外周端的方向飞散。明确了以下情况，这样飞散的浆液进入到晶片W与晶片保持垫62之间，其一部分没有被从其之间排出而固态化并积蓄。在晶片保持垫62上固态化而积蓄的浆液与新被保持的晶片W擦碰，使其背面产生损伤。该损伤在晶片检查工序中被作为亮点缺陷（LPD，Light point defect）检测到，使晶片品质劣化。特别是，近年来减少晶片背面的亮点缺陷也被作为重要的晶片品质之一被要求。

发明内容

所以，本发明鉴于上述问题，目的是提供一种能够抑制浆液的飞散、减少端面研磨后的晶片的背面的亮点缺陷的晶片端面研磨垫、晶片端面研磨装置及晶片端面研磨方法。

本发明人们着眼于从精心设计端面研磨垫的形状的观点解决上述问题而进行了专门研究。结果发现，通过在端面研磨垫上设置槽，浆液的大半被槽导引，容易落下到该垫的下方，结果浆液变得不易向台的外周端的方向飞散。周知有在将晶片的正面或背面研磨的研磨垫上设置槽来提高浆液供给效率的技术，但在晶片端面研磨的情况下，由于浆液容易被供给到加工点，所以以往没有认识到在晶片端面研磨垫上设置槽的必要性。本发明人们基于浆液的飞散抑制的新的问题认识，得到了在端面研磨垫上设置槽的想法，完成了本发明。

本发明是基于上述认识的，其主旨结构是以下这样的。

（1）一种晶片端面研磨垫，前述垫的由正面及背面构成的主面的形状为大致矩形，前述垫用于将晶片的端面研磨，其特征在于，多条槽以在前述垫的长边方向上隔开间隔的方式，沿着前述垫的短边方向配置，前述多条槽在前述垫的短边方向两端开口。

（2）如上述（1）所述的晶片端面研磨垫，前述槽笔直地延伸。

（3）如上述（2）所述的晶片端面研磨垫，前述槽的延伸方向和前述垫的短边方向所成的角为0~60度。

（4）如上述（1）～（3）中任一项所述的晶片端面研磨垫，前述垫的短边方向长度是23～27mm，前述垫的长边方向长度是62～66mm。

（5）如上述（1）～（4）中任一项所述的晶片端面研磨垫，前述主面的形状是矩形。

（6）如上述（1）～（4）中任一项所述的晶片端面研磨垫，前述主面的形状是一组长边相互平行、两个短边与前述长边中的较长的边所成的角分别为85～95度的形状。

（7）如上述（1）～（4）中任一项所述的晶片端面研磨垫，前述主面的形状是，外侧长边及内侧长边为以两个短边的延长线的交点为中心的圆的一部分的形状。

（8）一种晶片端面研磨装置，具有：台，能够一边将晶片真空吸附来保持，一边旋转；垫，配置在能够与前述晶片的端面接触的位置；浆液供给机构，向前述晶片的端面供给浆液；将由前述台旋转的前述晶片的端面用前述垫研磨；其特征在于，前述垫是上述（1）～（7）中任一项所述的晶片端面研磨垫，前述晶片的旋转方向和前述晶片端面研磨垫的长度方向一致。

（9）一种晶片端面研磨装置，具有：台，能够一边将晶片真空吸附来保持，一边旋转；垫，配置在能够与前述晶片的端面接触的位置；浆液供给机构，向前述晶片的端面供给浆液；将由前述台旋转的前述晶片的端面用前述垫研磨；其特征在于，前述垫具有第一垫、第二垫和第三垫，前述第一垫将前述晶片的端面的与前述晶片的吸附面相邻的下斜面区域研磨，前述第二垫将前述晶片的端面的上斜面区域研磨，前述上斜面区域与和前述晶片的吸附面相反的一侧的面相邻，前述第三垫将前述晶片的端面的被前述下斜面区域和前述上斜面区域所夹的最外周区域研磨；至少前述第一垫是上述（1）～（7）中任一项所述的晶片端面研磨垫。

（10）一种晶片端面研磨方法，使用晶片端面研磨装置，前述晶片端面研磨装置具有台、垫和浆液供给机构，前述台能够一边将晶片真空吸附来保持，一边旋转，前述垫配置在能够与前述晶片的端面接触的位置，前述浆液供给机构向前述晶片的端面供给浆液，将由前述台旋转的前述晶片的端面用前述垫研磨，其特征在于，前述垫是上述（1）～（7）中任一项所述的晶片端面研磨垫，前述晶片的旋转方向与前述晶片端面研磨垫的长边方向一致。

根据本发明的晶片端面研磨垫、晶片端面研磨装置及晶片端面研磨方法，由于浆液的飞散被抑制，所以端面研磨后的晶片的背面的亮点缺陷被减少。

附图说明

图1（A）是本发明的一实施方式的晶片端面研磨垫10的示意立体图，图1（B）是该垫10的示意俯视图。

图2是本发明的其他实施方式的晶片端面研磨垫20的示意俯视图。

图3是本发明的再又一其他实施方式的晶片端面研磨垫30的示意俯视图。

图4是本发明的再又一其他实施方式的晶片端面研磨垫40的示意俯视图。

图5是本发明的再又一其他实施方式的晶片端面研磨垫50的示意俯视图。

图6（A）是本发明的一实施方式的晶片端面研磨装置100的示意俯视图，图6（B）是图6（A）的I－I剖视图，图6（C）是图6（A）的II－II剖视图，图6（D）是图6（A）的III－III剖视图。

图7（A）是本发明的其他实施方式的晶片端面研磨装置200的示意俯视图，图7（B）是图7（A）的I－O－I剖视图。

图8是以往的晶片端面研磨装置300的示意图。

具体实施方式

（晶片端面研磨装置及晶片端面研磨方法）

首先，参照图6及图7，说明本发明的实施方式的晶片端面研磨装置及晶片端面研磨方法。

参照图6（A）～图6（D），本发明的一实施方式的晶片端面研磨装置100具有台60、垫66A、66B、66C（端面研磨垫）和浆液供给机构，前述台60能够一边将晶片W真空吸附来保持，一边旋转，前述垫66A、66B、66C（端面研磨垫）配置在能够与晶片W的端面接触的位置，前述浆液供给机构向晶片W的端面供给浆液。喷嘴68构成浆液供给机构的一部分，使浆液向晶片表面落下。

台60在其主表面上粘贴着晶片保持垫62，将晶片W真空吸附而保持。在能够与晶片端面接触的位置，配置三种晶片端面研磨垫（研磨布）66A、66B、66C。第一研磨垫66A将晶片的端面的与晶片的吸附面相邻的下斜面区域研磨。第二研磨垫66B将晶片的端面的与和晶片的吸附面相反的一侧的面相邻的上斜面区域研磨。第三研磨垫66C将晶片的端面的被下斜面区域和上斜面区域所夹的最外周区域研磨。研磨垫66A、66B、66C分别被粘贴、固定在第一垫保持体64A、第二垫保持体64B及第三垫保持体64C上。

如图6（A）所示，研磨垫66A、66B、66C配置在沿着晶片外周方向的不同的位置。在本实施方式中，合计12个研磨垫以将晶片外周包围的方式配置，下斜面区域用的第一研磨垫66A、上斜面区域用的第二研磨垫66B、最外周区域用的第三研磨垫66C分别以等间隔配置有各4个。这在晶片W的直径是300mm的情况下是优选的。研磨垫66A、66B、66C为了使与晶片端面的接触面积成为最大，沿着晶片外周弯曲而配置。研磨垫66A、66B、66C的配置的顺序并不限定于图6的顺序。

研磨垫66A、66B、66C相对于铅直方向的倾斜角度没有被特别限定，设顺时针为正，在图4（B）的第二研磨垫66B的情况下为－65～－45度左右，在图4（C）的第一研磨垫66A的情况下为45～65度左右，在图4（D）的第三研磨垫66C的情况下为－5～5度左右，优选的是0度。

台60的直径没有被特别限定，在将直径300mm的晶片的端面研磨的情况下可以设为280±5mm左右，在将直径450mm的晶片的端面研磨的情况下可以设为430±5mm。

在此状态下，一边使台60旋转而使晶片W向既定方向旋转，一边使研磨垫66A、66B、66C与晶片端面接触，使其向相反方向旋转，由此用研磨垫66A、66B、66C将晶片端面研磨。借助晶片W的旋转，将浆液向晶片端面供给。使研磨垫66A、66B、66C与晶片端面接触的机构没有被特别限定，可以使用例如在特开2009－297842号公报中记载那样的周知的机构。

端面研磨垫的配置并不限定于本实施方式，作为变形例，也可以举出例如图7所示的配置。在图7所示的晶片端面研磨装置200中，合计6个研磨垫以将晶片外周包围的方式配置，下斜面区域用的第一研磨垫66A、上斜面区域用的第二研磨垫66B、最外周区域用的第三研磨垫66C分别以等间隔配置有各两个。这也在晶片W的直径是300mm的情况下是优选的。

除此以外，在晶片W的直径是450mm的情况下，也可以是合计18个研磨垫以将晶片外周包围的方式配置，第一研磨垫、第二研磨垫、第三研磨垫分别以等间隔配置有各6个。

在本实施方式中，以将上述说明的研磨垫66A、66B、66C的至少一个作为以下说明的本发明的实施方式的晶片端面研磨垫为特征。

（晶片端面研磨垫）

参照图1（A）、图1（B），本发明的一实施方式的用于将晶片的端面研磨的端面研磨垫10是如下的垫，前述垫10的由正面11A及背面11B构成的主面的形状为矩形，其特征在于，多条槽14以在垫的长边方向Y上隔开间隔的方式，沿着垫的短边方向X配置，前述多条槽12在垫的短边方向X两端12A、12B开口。该端面研磨垫在上述端面研磨装置100、200中，被作为第一研磨垫66A、第二研磨垫66B及第三研磨垫66C的至少一个使用。特别是，优选地作为下斜面部区域用的第一研磨垫66A使用。此时，端面研磨垫10配置成，晶片W的旋转方向与垫的长边方向Y一致。此外，当设端面研磨垫10的两主面的设有槽的面为正面11A、设其相反面为背面11B时，正面11A与晶片端面相对而接触。通过在该状态下进行晶片W的端面研磨，浆液的大半被槽14导引，容易落下到该端面研磨垫10的下方，结果，浆液变得不易向台的外周端的方向飞散。因此，端面研磨后的晶片W的背面上的亮点缺陷被减少。进而，通过使晶片保持垫62的使用寿命变长，能够降低资材成本，能够防止伴随着更换垫的生产性的下降。关于第二研磨垫66B及第三研磨垫66C，也可以使用以往的端面研磨垫，但如果使用本实施方式的端面研磨垫10，则能够进一步抑制浆液的飞散，所以是优选的。

端面研磨垫10的材质只要为无纺布等通常的材质就可以，例如可以为使聚酯纤维中含浸聚氨酯树脂的材质，硬度（Asker－C）优选的是设为70～85左右。

作为端面研磨垫10的尺寸，只要比晶片的正面或背面小就可以，没有被特别限定，但垫的短边方向长度D优选的是设为23～27mm，端面研磨装置具有使台60在铅直方向上摆动而使端面研磨垫10的角度摇摆的机构，匹配于摆动幅度，晶片在垫的短边方向X的既定宽度的区域内行进（后述的端面研磨区域S）。因此，如果长度D过短，则端面研磨区域S在垫10内所占的比率变高，有可能不能进行稳定的研磨。此外，如果长度D过长，则有可能垫10与台60等干涉，或浆液向台的飞散变多。此外，垫的长边方向长度L也取决于端面研磨装置的类型，但在将垫10应用于300mm晶片用的图6的情况下优选的是设为62～66mm，在图7的情况下优选的是设为124～132mm。此外，在450mm晶片用的端面研磨装置中使用合计18个研磨垫的情况下，优选的是设为62～66mm。端面研磨垫10的厚度可以设为2.8～3.2mm左右。

作为端面研磨垫的形状，只要主面的形状是大致矩形就没有被特别限定。例如如图2的端面研磨垫20所示，主面的形状也可以为一组长边13A、13B相互平行、两个短边13C、13D与长边中的较长的边13B所成的角θ₁及θ₂分别是85～95度的形状（以长方形为基准、将短边在±5度的范围中倾斜的形状）。

此外，如图3的端面研磨垫30所示，主面的形状也可以是年轮蛋糕形状。在此情况下，优选的是，外侧长边13A及内侧长边13B为以两个短边13C、13D的延长线的交点O为中心的圆的一部分，长径R₁（中心O与外侧长边13A的距离）为188～192mm，短径R₂（中心O与内侧长边13B的距离）为149～151mm，中心角θ₃为37.5～39.5度。

参照图1（B），端面研磨区域S（即，垫的正面11A内的与晶片端面的接触区域）以距垫的短边方向X两端处于等距离的中心线为中心线，在垫的短边方向长度D的50%～60%的长度的区域中延伸。虽然以槽14与该端面研磨区域S交叉的方式配置，但本发明人们确认了几乎没有发生由槽带来的研磨速率的下降。

关于槽的形状、与槽的延伸方向垂直的截面形状、槽宽、相邻的槽间的间隔及槽的条数等，只要考虑排出浆液的效率而适当设定就可以。

关于槽的形状，如图1~3所示，从浆液排出效率的观点及槽形成加工的容易性的观点来看，优选的是槽笔直地延伸。但是，本发明并不限定于此，槽也可以弯曲。

槽的与延伸方向垂直的截面形状从浆液排出效率的观点及槽形成加工的容易性的观点来看，优选的是如本实施方式那样，为由与垫的主面平行的槽底、和相对于垫的主面垂直的两个槽壁构成的形状。但是，本发明并不限定于此，截面形状也可以如半圆或半椭圆那样弯曲。

横宽优选的是0.5～2.0mm。通过设为0.5mm以上，能够充分地得到浆液的排出效率，通过设为2.0mm以下，不会发生因槽的有无带来的转印（研磨不匀）。

相邻的槽间的间隔（槽底中心线彼此的间隔）优选的是设为5～20mm。通过设为5mm以上，保持垫的强度，通过设为20mm以下，能够充分地得到浆液的排出效率。多条槽优选的是以等间隔配置。

在图1所示的端面研磨垫10中，槽14的延伸方向与垫的短边方向X所成的角是0度，这从浆液排出效率的观点及槽形成加工的容易性的观点来看是优选的。但是，本发明并不限定于此，也可以是如图4及图5所示的端面研磨垫40、50那样，笔直地延伸的槽16、18相对于垫的短边方向X倾斜。此时，槽的延伸方向与垫的短边方向所成的角θ₄优选的是0～60度，更优选的是30度以下。通过设为60度以下，能够充分得到浆液的排出效率，并且晶片W的端面不会嵌到槽中。

［实施例］

（发明例1）

将图1所示的主面为矩形的端面研磨垫10以其短边方向一端12A位于铅直方向上侧、另一端12B位于铅直方向下侧的方式，粘贴到图6所示的端面研磨装置的垫保持体64A上，进行将直径300mm的硅晶片的端面研磨的试验。端面研磨垫为使聚酯纤维含浸聚氨酯树脂的材质，厚度为3.0mm，短边方向长度D为25mm，长边方向长度L为64mm。横宽为1mm，相邻的槽间的间隔为7mm，槽的条数为7条。在这样的条件下，以将胶态硅石（SiO₂）5%用氢氧化钾（KOH）1500ppm调整后的水溶液（pH：10～11.2）为浆液向晶片端面供给，使晶片转速为10rpm，端面研磨垫的转速为350rpm，依次进行端面研磨，合计进行了300片硅晶片的端面研磨。

（发明例2）

除了使用图4所示的矩形的端面研磨垫40以外，与发明例1同样地进行试验。槽的θ₄为30度。槽宽、相邻的槽间的间隔及槽的条数与发明例1相同。

（比较例）

除了使用不具有槽的矩形的端面研磨垫以外，与发明例1同样地进行试验。

（背面亮点缺陷的评价）

将研磨后的硅晶片的背面的亮点缺陷个数用以下的方法评价。使用表面缺陷检查装置（KLA－Tencor公司制：Surfscan SP－2），用DWO模式（Dark Field Wide Oblique模式：暗视野·宽·斜入射模式）将硅晶片的背面观察评价，调查了尺寸（直径）为120nm以上的亮点缺陷的发生状况。将结果表示在表1中。

［表1］

根据表1可知，相对于在比较例中随着研磨片数增加而亮点缺陷个数增加，在发明例1、2中，即使研磨片数增加，亮点缺陷个数也被抑制得较低。

产业上的可利用性

根据本发明的晶片端面研磨垫、晶片端面研磨装置及晶片端面研磨方法，由于浆液的飞散被抑制，所以使端面研磨后的晶片的背面的亮点缺陷减少。

附图标记说明

10、20、30、40、50 晶片端面研磨垫

11A 正面

11B 背面

12A、12B 短边方向两端

14、16、18 槽

X 垫的短边方向

Y 垫的长边方向

θ₄槽的延伸方向和垫的短边方向所成的角

L 垫的长边方向长度

D 垫的短边方向长度

S 端面研磨区域（与端面的接触区域）

100、200 晶片端面研磨装置

60 台

62 晶片保持垫

64A 第一垫保持体（下斜面区域用）

64B 第二垫保持体（上斜面区域用）

64C 第三垫保持体（最外周区域用）

66A 第一研磨垫（下斜面区域用）

66B 第二研磨垫（上斜面区域用）

66C 第三研磨垫（最外周区域用）

68 喷嘴（浆液供给机构）

W 晶片。

Claims (10)

1.一种晶片端面研磨垫，前述垫的由正面及背面构成的主面的形状为大致矩形，前述垫用于将晶片的端面研磨，其特征在于，

多条槽以在前述垫的长边方向上隔开间隔的方式，沿着前述垫的短边方向配置，前述多条槽在前述垫的短边方向两端开口。

2.如权利要求1所述的晶片端面研磨垫，其特征在于，

前述槽笔直地延伸。

3.如权利要求2所述的晶片端面研磨垫，其特征在于，

前述槽的延伸方向和前述垫的短边方向所成的角为0～60度。

4.如权利要求1～3中任一项所述的晶片端面研磨垫，其特征在于，

前述垫的短边方向长度是23～27mm，前述垫的长边方向长度是62～66mm。

5.如权利要求1～3中任一项所述的晶片端面研磨垫，其特征在于，

前述主面的形状是矩形。

6.如权利要求1～3中任一项所述的晶片端面研磨垫，其特征在于，

前述主面的形状是一组长边相互平行、两个短边与前述长边中的较长的边所成的角分别为85～95度的形状。

7.如权利要求1～3中任一项所述的晶片端面研磨垫，其特征在于，

前述主面的形状是，外侧长边及内侧长边为以两个短边的延长线的交点为中心的圆的一部分的形状。

8.一种晶片端面研磨装置，具有：

台，能够一边将晶片真空吸附来保持，一边旋转；

垫，配置在能够与前述晶片的端面接触的位置；

浆液供给机构，向前述晶片的端面供给浆液；

将由前述台旋转的前述晶片的端面用前述垫研磨；

其特征在于，

前述垫是权利要求1～7中任一项所述的晶片端面研磨垫，前述晶片的旋转方向与前述晶片端面研磨垫的长边方向一致。

9.一种晶片端面研磨装置，具有：

台，能够一边将晶片真空吸附来保持，一边旋转；

垫，配置在能够与前述晶片的端面接触的位置；

浆液供给机构，向前述晶片的端面供给浆液；

将由前述台旋转的前述晶片的端面用前述垫研磨；

其特征在于，

前述垫具有第一垫、第二垫和第三垫，前述第一垫将前述晶片的端面的与前述晶片的吸附面相邻的下斜面区域研磨，前述第二垫将前述晶片的端面的上斜面区域研磨，前述上斜面区域与和前述晶片的吸附面相反的一侧的面相邻，前述第三垫将前述晶片的端面的被前述下斜面区域和前述上斜面区域所夹的最外周区域研磨；

至少前述第一垫是权利要求1～7中任一项所述的晶片端面研磨垫。

10.一种晶片端面研磨方法，使用晶片端面研磨装置，前述晶片端面研磨装置具有台、垫和浆液供给机构，前述台能够一边将晶片真空吸附来保持，一边旋转，前述垫配置在能够与前述晶片的端面接触的位置，前述浆液供给机构向前述晶片的端面供给浆液，将由前述台旋转的前述晶片的端面用前述垫研磨，其特征在于，

前述垫是权利要求1～7中任一项所述的晶片端面研磨垫，前述晶片的旋转方向与前述晶片端面研磨垫的长边方向一致。