CN100380600C - 晶片的两面研磨装置及两面研磨方法 - Google Patents

晶片的两面研磨装置及两面研磨方法 Download PDF

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CN100380600C CNB038067153A CN03806715A CN100380600C CN 100380600 C CN100380600 C CN 100380600C CN B038067153 A CNB038067153 A CN B038067153A CN 03806715 A CN03806715 A CN 03806715A CN 100380600 C CN100380600 C CN 100380600C
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Abstract

本发明的两面研磨装置至少具备有晶片保持孔的载体板;粘贴研磨布的上工作台及下工作台;研磨料供给机构;晶片保持孔内保持着晶片,一边供给研磨料,使载体板在上、下工作台间运动,可同时研磨晶片上、下表面,用圆连结上述上工作台的负载支点时构成圆直径的上工作台负载支点的PCD,与用圆连结载体板各保持孔中心时构成圆直径的载体板保持孔中心的PCD一致,由此提供以优异的响应性使工作台变形来控制晶片形状,不会使晶片形状恶化,可以高精度稳定进行研磨的晶片。

Description

晶片的两面研磨装置及两面研磨方法技术领域本发明涉及使用两面研磨装置研磨晶片时,可稳定维持随时间 变化的晶片品质的研磨装置及研磨方法,尤其涉及通过控制同时研磨 晶片上、下表面的两面研磨装置的至少上工作台的形状,持续控制晶 片形状,进行晶片研磨的晶片的两面研磨装置及两面研磨方法。背景技术以往晶片的制造方法,举例说明硅晶片的制造方法时,首先,利用柴式长晶法(cz法)等培育硅单晶铸锭,将所获得的硅单晶铸锭切片制成硅晶片后,对此硅晶片依序进行倒角、抛光、蚀刻的各步 骤,然后至少进行晶片的一主面的镜面化研磨步骤。该晶片的研磨步骤中,例如研磨硅晶片两面时,可以使用两面 研磨装置。该两面研磨装置通常是使用具有配置在中心部的太阳齿轮与外围部的内齿轮间保持晶片的载体板的内齿轮构造的所谓4种方 式的两面研磨装置。该4种方式的两面研磨装置是将硅晶片插入•保持在形成有晶 片保持孔的多个载体板内,从保持的硅晶片上方一边供给研磨料,将 粘贴研磨布的晶片相对面的上工作台及下工作台按压各晶片的表里 面使其朝着相对方向转动,同时利用太阳齿轮与内齿轮使载体板自转 及公转,可同时研磨硅晶片的两面。另外,其他形态的两面研磨装置有例如日本特开平10—202511 号公报所记载的两面研磨装置为一般所熟知,图5是表示其两面研磨 装置的概略剖面说明图;该两面研磨装置41,具备:具有保持硅晶 片44的多个晶片保持1的载体板46;配置在该载体板46上下方向,

同时在晶片相对面粘贴有研磨硅晶片44上、下表面的研磨布45的上 工作台42及下工作台43;使这些上工作台42与及下工作台43所夹 持的载体板46在与其表面平行的己内运动的载体运动机构(未图 示)。另外,上工作台42上设有进行转动及研磨负载的汽缸47;将 其负载传至上工作台42的外罩48;固定该外罩48与上工作台42的 螺杆等固定机构49。另一方面,下工作台43上设有将马达及减速机 (未图示)的转动赋予下工作台43的汽缸47及支撑工作台负载的推 力轴承50。以上的两面研磨装置41中,通过上工作台42与下工作台43 之间挟持的载体板46,利用载体运动机构(未图示)经主载体支架 51,产生不自转的圆形运动,即构成载体板46不自转,而自上工作 台42与下工作台43的转轴间保持着预定距离偏心的状态旋转的一种 摆动运动,另外,此时硅晶片44由于可转动地保持在载体板46的晶 片保持孔内,因此使上工作台与下工作台以转轴为中心以彼此不同的 转速与转动方向转动,可朝着其转速快的工作台的转动方向连动转动 (自转)。因此,在两面研磨硅晶片时,将硅晶片插入•保持在载体板的 各晶片保持孔内, 一边供给硅晶片含研磨粉粒的研磨料,以上工作台 及下工作台彼此不同的转速与转动方向转动使晶片本身在保持孔内 持续自转,进行不随载体板自转的圆形运动,可同时且均匀研磨硅晶 片的上、下表面,以上形态的两面研磨装置同样可容易进行大口径晶 片的两面研磨,随着近年来晶片的大口径化而大量使用。但是,如上述使用4种方式的两面研磨装置或不随着载体板自 转进行圆形运动而进行研磨的两面研磨装置,在多批反复研磨硅晶片 的场合,会影响粘贴在上、下工作台的研磨布寿命或阻塞等'使研磨 布的研磨能力等随时间而变化。因此,不更换研磨布进行多批的晶片 研磨时,随着研磨成批数的增加所研磨的晶片形状会因时间而变化,

产生各成批不同的晶片形状,而导致有不能维持晶片稳定品质的问 题。为了解决以上的问题,以往是根据研磨布的研磨能力等的随时 间变化而改变各种研磨条件,由此控制晶片形状的随时间变化,进行 晶片的研磨:例如通过工作台的温度等条件的变化,使工作台的形状 本身变形,控制晶片形状的方法。通常,两面研磨装置等所使用的工作台以考虑研磨晶片时不变 的工作台形状为佳,但是使用以上研磨晶片时不改变形状的工作台 时,对于研磨条件种种变更时的工作台与晶片的配合困难,并且相对 于研磨布的研磨能力等随时间的变化,不能控制晶片的形状。为了避免晶片形状的控制困难性, 一般工作台是使用可以某种 程度变形的材质,尤其是根据温度变化而变形的材质,工作台内流过 冷却水等因工作台温度的变化而使得工作台形状变化,可由此控制晶 片形状。但是,在以上工作台内流过冷却水等使工作台形状变化控制晶 片形状时,以往的两面研磨相对于工作台温度变化的工作台响应性 (相对于工作台温度变化的线性等)不良,不能进行工作台形状精度 的有效控制,尤其是晶片研磨中研磨条件等变更大的场合,会有仅工 作台内部的温度变化,不能控制工作台预定形状的问题;另外,反复 研磨多批晶片时,主于工作台变形的响应性不良,会随着晶片批数的 增加达到预期控制工作台形状的困难,而各批的晶片形状不能获得稳定且高精度的控制。尤其是在多批反复研磨直径300mm等大口径的 晶片时,晶片形状容易形成中凸形状,明显产生GBIR (Global Back Ideal Range)等平直度恶化等晶片形状的恶化。即仅控制如以往工作 台内的温度时,不能充分控制随时间变化的晶片形状。 发明内容本发明是有鉴于上述问题点而成,本发明是以提供可相对于研 磨布的寿命或阻塞等起因导致研磨能力等随时间的变化,首先通过优 异的响应性使工作台变形而控制晶片形状,即使多批反复研磨晶片也 不致造成晶片形状的恶化,可以高精度进行稳定研磨的晶片的两面研 磨装置及两面研磨方法第1目的,并提供以高精度控制工作台形状而 以优异精度控制晶片形状,即使多批反复研磨晶片仍可以高精度进行 稳定研磨的晶片的两面研磨装置及两面研磨方法为第二目的。为了达成上述第l目的,根据本发明,提供一种晶片两面研磨 装置,至少具备有粘贴晶片保持孔的载体板、研磨布的上工作台及下 工作台,及研磨料供给机构,在上述晶片保持孔内保持晶片, 一边供 给研磨料在上述上、下工作台间使载体板运动,可同时研磨晶片上、 下表面,用圆连结上述上工作台的负载支点时构成圆直径的上工作台负载支点的PCD与用圆连结上述载体板的各保持孔中心时构成圆直 径的载体板保持中心的PCD —致。如上述,本发明的两面研磨装置,至少具有载体板、上工作台、 下工作台及研磨料供给机构,使载体板在上、下工作台间运动,研磨 晶片,用圆连结上述上工作台的负载支点时构成圆(以下,有时称节 圆)直径的上工作台负载支点的PCD (Pitch circle Diameter)与用圆连结载体板的各保持孔中心时构成圆直径的载体板保持孔中心的 PCD —致,可提升相对于研磨晶片时研磨条件变更的工作台变形的 响应性,容易控制工作台形状。因此,在反复研磨多批晶片时,可配 合研磨布的研磨能力等随时间的变化,适当变更研磨条件控制工作台 形状,不致造成晶片形状的恶化,获得容易控制各批晶片形状进行研 磨的装置。此时,上述载体板的运动以不随着载体板自转而进行圆形运动为佳。如上述,载体板的运动为不伴随载体板的自转的圆形运动,即 载体板不进行自转,从上工作台与下工作台的转轴保持预定距离偏心

的状态旋转摆动运动时,载体板上所有的点,可以描绘出相同大小的 小圆形轨迹,因此可对于晶片表里两研磨面的全区域进行均匀的研 磨。并且,根据本发明的两面研磨装置,具备有晶片保持孔的多个 载体板、使该载体板公转用的太阳齿轮与内齿轮、粘贴研磨布的上工 作台与下工作台及研磨料供给机构,在上述晶片保持孔内保持晶片, 一边供给研磨料,使多个载体板在上述上、下工作台间自转及公转, 可同时研磨晶片上、下表面,用圆连结上工作台的负载支点时构成圆直径的上工作台负载支点的PCD与用圆连结多个载体板中心时构成 圆直径的载体板中心的PCD —致。如上述,至少具有载体板、太阳齿轮、内齿轮、上工作台、下 工作台及研磨料供给机构,载体板在上、下工作台间自转及公转,可 研磨晶片的两面研磨装置中,用圆连结上工作台的负载支点时构成圆 直径的上工作台负载支点的PCD与用圆连结多个载体板中心时构成 圆直径的载体板中心的PCD —致,可提高相对于研磨晶片时研磨条 件变更的工作台形状的响应性,可容易控制工作台形状。由此,反复 研磨多批的晶片时,配合研磨布的研磨能力等随时间的变化,可适当 变更研磨条件控制工作台形状,使晶片的形状不致恶化,容易控制各成批的晶片形状进行研磨。此时,使用圆连结下工作台的负载支点时构成圆直径的下工作 台负载支点的PCD与用圆连结上工作台负载支点的PCD —致为佳。如上述用圆连结下工作台的负载支点时构成圆直径的下工作台 负载支点的PCD与上工作台负载支点的PCD —致的两面研磨装置, 可更提高控制工作台形状时的响应性,在研磨多批的晶片时,同样可 高精度控制各成批的晶片形状。另外,本发明晶片的两面研磨方法是将晶片保持在形成有保持 晶片的晶片保持孔的载体板上, 一边供给研磨料,使上述载体板在粘 贴有研磨布的上工作台及下工作台之间运动,可同时研磨上述晶片 上、下表面,其特征为:使用圆连结上述上工作台的负载支点时构成 圆直径的上工作台负载支点的PCD与用圆连结保持在上述载体板的 晶片中心时构成圆直径的晶片中心的PCD —致,而可研磨晶片的两 面。同时研磨上述晶片上、下表面的两面研磨装置中,使用圆连结 上工作台的负载支点时构成圆直径的上工作台负载支点的PCD与用圆连结保持在载体板的晶片中心时构成圆直径的晶片中心的PCD —致而研磨晶片,可以优异的响应性容易控制工作台形状,由此,可对 应晶片形状随时间的变化高精度控制工作台形状,因此即使在反复研 磨多批的晶片时,仍可高精度维持晶片形状进行稳定的研磨。 此时,上述载体板的运动以不伴随载体板的自转的圆形运动为佳。如上述,由于上述载体板的运动不随着载体板的自转而圆形运 动,因此可对于保持于载体板之晶片的表里两研磨面的全区域进行均 匀的研磨。此外,根据本发明,在保持晶片的保持孔的多个载体板上保持 晶片, 一边供给研磨料,在粘贴有研磨布的上工作台及下工作台之间, 使上述多个载体板通过太阳齿轮与内齿轮自转及公转,可同时研磨晶 片上、下表面的两面研磨方法中,提供具有用圆连结上述上工作台的负载支点时构支圆直径的上工作台负载支点的PCD与用圆连结上述 多个载体板的中心时构成圆直径的载体板中心的PCD —致而研磨的 晶片的两面研磨方法。如上述可同时研磨晶片上、下表面的两面研磨方法中,用圆连 结上工作台的负载支点时构成圆直径的上工作台负载支点的PCD与 用圆连结多个载体板的中心时构成圆直径的载体板中心的PCD —致 而研磨时,可以优异的响应性容易控制工作台形状,由此,可对应晶

片形状随时间的变化高精度控制工作台形状,因此即使在反复研磨多 批的晶片时仍可高精度维持晶片形状进行稳定的研磨。此时,使用圆连结上述下工作台的负载支点时构成圆直径的下工作台负载支点的PCD与上述上工作台负载支点的PCD —致为佳, 如上述用圆连结下工作台的负载支点时构成圆直径的下工作台负载 支点的PCD与上工作台负载支点的PCD —致时,可更提高控制工作 台形状时的响应性,在研磨多批的晶片时,同样可确实控制各成批晶 片形状的变化。另外,在研磨上述晶片时,以一边控制研磨条件一边研磨晶片 为佳,并且以控制上述上工作台及/或下工作台的温度进行上述研磨 条件的控制为佳。如上述,在研磨晶片时, 一边控制研磨条件,以一边控制上工 作台及/或下工作台的温度,通过晶片的研磨,即使反复研磨多批的 晶片时,仍可以优异的响应性控制工作台形状,由此,不致使晶片形 状恶化而可研磨多批的晶片,高精度稳定维持各成批研磨的晶片形 状。为了达成上述第二目的,根据本发明,至少具备有保持孔的载 体板、粘贴有研磨布的上工作台及下工作台,及研磨料供给机构,在 上述晶片保持孔内保持晶片, 一边供给研磨料在上述上、下工作台间 使载体板运动,可同时研磨晶片上、下表面的两面研磨装置中,上述 上工作台的负载支点部具有形状调节机构。如上述,至少具有载体板、上工作台、下工作台及研磨料供给 机构,使载体板在上、下工作台间运动,研磨晶片的两面研磨装置中, 上工作台的负载支点部具有形状调节手的PCD与用圆连结多个载体 板中心时构成圆直径的载体板中心的PCD —致,可提高相对于研磨 晶片时研磨条件变更的工作台变形的响应性,可容易控制工作台形 状。由此,反复研磨多批的晶片时,配合研磨布的研磨能力等随时间

的变化,可适当变更研磨条件控制工作台形状,便晶片的形状不致恶 化,形成容易控制各成批的晶片形状进行研磨的装置。此时,上述载体板的运动为不伴随载体板的自转的圆形运动为佳。以上载体板的运动不随着载体板的自转而圆形运动,即载体板 不自转而是从上工作台与下工作台的转轴以保持着预定距离偏心的 状态旋转的摆动运动时,载体板上的所有点形成描绘相同大小的小圆 轨迹,因此可均匀地迸行晶片表里两研磨面全区域的研磨。另外,此时用圆连结上述上工作台的负载支点时构成圆直径的上工作台负载支点的PCD与用圆连结上述载体板的各保持孔中心时 构成圆直径的载体板的保持中心的PCD —致为佳。如上述,用圆连结上工作台的负载支点时构成圆直径的上工作 台负载支点的PCD (Pitch Circle Diameter)与用圆连结载体板的各保 持孔中心时构成圆直径的载体板的保持孔中心的PCD —致的两面研 磨装置,可更提升对应形状调节机构的调节或研磨料供给量调节等的 工作台变形的响应性,容易精度良好地控制工作台形状。此外,根据本发明至少具备有晶片保持孔的多个氧体板、使该 载体板自转及公转用的太阳齿轮与内齿轮、粘贴有研磨布的上工作台 与下工作台及研磨料供给机构,在上述晶片保持孔内保持晶片, 一边 供给研磨料,使多个载体板在上述上、下工作台间自转及公转,可同时研磨晶片上、下表面的两面研磨装置中,上述上工作台的负载支点部具有形状调节机构。如上述,至少具有载体板、太阳齿轮、内齿轮、上工作台、下 工作台及研磨料供给机构,多个载体板在上、下工作台间自转及公转, 可研磨晶片上、下表面的研磨装置中,上工作台的负载支点部具有形 状调节机构,由于可通过形状调节机构使上工作台的形状强制变形, 配合研磨晶片时研磨布的研磨能力等随时间的变化,可适当控制工作

台形状,由此,可精度良好稳定进行晶片形状的研磨,又即使反复研 磨多批的晶片时,仍不致使晶片的形状恶化,可获得容易控制各成批 的晶片形状进行研磨的装置。此时,用圆连结上述上工作台的负载支点时构成圆直径的上工作台负载支点的pcd与用圆连结多个载体板中心时构成圆直径的载 体板中心的pcd —致为佳。如上述,用圆连结上工作台的负载支点时构成圆直径的上工作 台负载支点的pcd与用圆连结多个载体板中心时构成圆直径的载体板中心的pcd —致的两面研磨装置时,可更提高相对于形状调节机 构的调节或研磨料供给量的调节等工作台变形的响应性,可容易高精 度控制工作台形状。并且,上述形状调节机构以测微器为佳。形状调节机构为测微器时,可通过测微器的调节,可以机械性 预定的大小按压上工作台强制变形,使工作台精度良好地变形为预定 的形状。另外,上述工作台的材质以不锈钢为佳。如上述,上述工作台的材质为不锈钢时,可以使工作台适度地 变形,可容易进行根据形状调节机构等工作台的变形。另外,本发明晶片的两面研磨方法,在载体板所形成的晶片保 持孔内保持着晶片, 一边供给研磨料,使上述载体行在粘贴有研磨布 的上工作台及下工作台之间运动同时研磨上述晶片上、下表面的两面 研磨装置中,其特征为:调节上述研磨料的供给量,持续控制工作台 形状进行研磨。同时研磨的晶片上、下表面的两面研磨方法中,利用研磨料供 给量的调节进行研磨,可控制研磨面的温度,以优异的响应性控制工 作台形状。可由此不致使晶片形状恶化进行稳定的研磨。此时,上述载体板的运动以不随载体板的自转而圆形转动为佳。

如上述,载体板的运动不随着载体板的自转而圆形转动,可均 匀进行保持在载体板的晶片表里两研磨面全区域的研磨。此外,根据本发明,在保持晶片的保持孔内所形成的多个载体 板上保持着晶片, 一边供给研磨料,使上述多个载体板在粘贴有研磨 布的上工作台及下工作台之间通过太阳齿轮与内齿轮自转及公转,同 时研磨上述晶片上、下表面的两面研磨方法中,提供具有调节上述研 磨料的供给量持续控制工作台形状进行研磨等特征的晶片的两面研 磨方法。同时研磨上述晶片上、下表面的两面研磨方法中,利用研磨料 供给量的调节进行研磨,可控制研磨面的温度,以优异的响应性控制 工作台形状:可由此不致使晶片形状恶化进行稳定的研磨。此时,上述研磨料供给量的调节是以对应上述研磨的使用时间 进行为佳。如上述,对应研磨的使用时间进行研磨料供给量的调节,可配 合研磨布的研磨能力等随时间变化而精度良好的控制工作台形状;例 如,研磨料供给量的调节随着研磨布使用时间的增长,以减少研磨料 的供给量进行即可,通过上述研磨料供给量的调节,即使反复进行多 批晶片的研磨时,不致使晶片的形状恶化,可进行稳定的研磨。此外,本发明晶片的两面研磨方法,在载体板所形成的晶片孔 内保持着晶片, 一边供给研磨料,使上述载体板在粘贴有研磨布的上 工作台及下工作台之间运动,同时研磨上述晶片上、下表面的两面研 磨方法中,在上工作台的负载支点部设置形状调节机构,可调节该形 状调节机构持续控制工作台形状进行研磨。同时研磨上述晶片上、下表面的两己研磨方法中,在上工作台 的负载支点部设置形状调节机构,调节该形状调节机构持续控制工作 台形状进行研磨,由此形状调节机构使上工作台的形状强制变形,因 此可配合研磨晶片时研磨布的研磨能力等随时间的变化,适当控制工

作台形状。由此精度良好地稳定晶片形状进行研磨,又即使反复研磨 多批的晶片时,不会使晶片的形状恶化,可精度良好的加以控制,稳 定地进行研磨。此时,上述载体板的运动以不随着载体板自转而进行圆形运动为佳。如上述,载体板的运动不随着载体板自转而进行圆形运动时, 可均匀地进行保持于载体板的晶片表里两研磨面完全区域。另外,根据本发明,将晶片保持在保持着晶片的保持孔所形成 的多个载体板上, 一边供给研磨料,在粘贴有研磨布的上工作台及下 工作台之间使多个载体板通过太阳齿轮与内齿轮自转及公转,可同时 研磨上述晶片上、下表面的两面研磨装置中,在上述上工作台的负载 支点部设置形状调节机构,可调节该形状调节机构控制工作台形状进 行研磨。同时研磨上述晶片上、下表面的两面研磨方法中,在上工作台 的负载支点部设置形状调节机构,调节该形状调节机构控制工作台形 状进行研磨,可由此利用形状调节机构使上工作台形状强制变形,配 合研磨晶片时研磨布的研磨能力等随时间的变化,可适当控制工作台 形状。由此,可精度良好稳定地进行晶片形状的研磨,另外,即使反 复研磨多批的晶片时,不致使晶片的形状恶化精度良好地控制进行稳 定的研磨。此时,以调节上述供给的研磨料供给量持续控制工作台形状研 磨为佳。如上述,在上工作台的负载支点部设置形状调节机构,更由此 调节供给的研磨料供给量,更可高精度控制工作台形状,确实防止晶片形状的恶化。并且,此时用圆连结上述上工作台的负载支点时构成圆直径的上工作台负载支点的PCD,及用圆连结保持在上述载体板的晶片中 心时构成圆直径的晶片中心的PCD或用圆连结上述多个载体板的中 心时构成圆直径的载体板中心的PCD —致,进行研磨为佳。上述的两面研磨方法中,用圆连结上述上工作台的负载支点时 构成圆直径的上工作台负载支点的PCD,及用圆连结保持在上述载 体板的晶片中心时构成圆直径的晶片中心的PCD或用圆连结上述多 个载体板的中心时构成圆直径的载体板中心的PCD —致进行研磨, 可以优异的响应性,进行所供给研磨料供给量的调节或测微器等形状 调节机构调节的工作台形状的控制,由此,可相对于晶片形状随时间 的变化精度良好的控制工作台形状,即使反复研磨多批的晶片时,仍 可精度良好地控制晶片形状进行稳定的研磨。如以上说明,根据本发明,在研磨晶片时便保持在上工作台的 负载支点的PCD与保持在载体片的晶片中心的平均PCD —致,或通 过使上工作台负载支点的PCD与多个载体板中心的PCD —致,可提 高工作台变形的响应性,精度良好地控制晶片形状。另外,反复研磨 多批的晶片时可适当变化研磨条件,而由于具有优异的工作台变形的 响应性,因此可以高精度稳定地控制晶片形状进行研磨。此外,根据本发明,在进行晶片的研磨时,调节所供给研磨料 的供给量,并在上工作台的负载支点部设置形状调节机构,可通过该 形状调节机构的调节,以优异的响应性控制工作台形状,由此,可精 度良好地稳定晶片形状进行研磨,即使反复研磨多批的晶片时,不致 使晶片的形状恶化,可以高精度控制各成批的晶片形状,进行稳定的 研磨。附图说明图1是表示本发明第1实施方式的两面研磨装置一例的概略剖 面说明图。图2为图1的两面研磨装置的上工作台的俯视图。 图3为图1的两面研磨装置的载体板的俯视图。 图4是表示本发明第1实施方式的其他形态的(4种方式)两 面研磨装置一例的概略剖面说明图。图5是表示己有的两面研磨装置一例的剖面说明图。图6是表示相对于实施例1及比较例1的研磨条件变化的晶片 形状的响应性图表。图7是表示在实施例2及比较例2中,评估反复研磨多批晶片 时的晶片形状控制性的图表。图8是表示在实施例3及比较例3中,评估反复研磨多批晶片 时的晶片形状控制性的图表。图9是表示本发明第2实施方式的两面研磨装置一例的概略剖 面说明图。图10是表示根据形状调节机构的调节使上工作台重形的概略 说明图。图11是表示本发明第二实施方式的其他形态的一种方式)两面 下磨装置一例的概略剖1说明图。图12是表示相对于研磨料供给量变化的晶片形状响应性的图表。图13是表示根据形状调节机构的调节的晶片形状响应性的图表。图14是表示在实施例4中,评估反复研磨多批晶片时的晶片形 状控制性的图表。图15是表示在实施例6中,评估反复研磨多批晶片时的晶片形 状控制性的图表。具体实施方式针对本发明的实施形态说明如下,但此不对本发明有所限定。 使用以往所使用的例如图5表示的两面研磨装置反复研磨晶片 时,工作台变形的响应性(相对于研磨条件的变化成线性等)不良。 随着所研磨晶片成批数的增加精度良好地控制工作台形状困难,不能 稳定且高精度控制晶片形状(第1问题点)。另外,仅控制工作台温 度由于工作台变形的响应性不良,因此不能精度良好地控制预定的工 作台形状,不能稳定且高精度控制晶片形状(第二问题点)。因此,本案发明人为了解决上述第1问题点:着眼于上工作台 的负载支点与载体板的位置(或者所研磨晶片的位置)间的关系,通 过适当调节这些间的位置关系,可响应性良好地控制研磨条件等变更 的工作台形状,由此即使反复研磨多批的晶片时,不致使晶片形状恶 化,精度良好稳定地维持晶片形状进行反复的研磨,经由刻意重复的 研究以至完成本发明为止。此外,本发明人为了解决上述第二问题点,除了工作台温度控 制以外,作为控制工作台形状的方法,有调节进行研磨时供给的研磨 料供给量、控制工作台形状,及在上工作台的负载支点部设置形状调 节机构,调节该形状调节机构,控制工作台形状的方案,经由刻意重 复的研究以至完成本发明为止。首先,参考附图,针对本发明第1实施方式的晶片的两面研磨 装置的一例说明如下。图1为本发明第1实施方式的两面研磨装置的 概略剖面说明图,图2为上工作台的俯视图,图3为载体板的俯视图。该两面研磨装置l,具备:有晶片保持孔的载体板6、粘贴研磨布5的上工作台2及下工作台3;供给研磨料用的研磨料供给机构33, 将晶片4插入•保持在载体板6的晶片保持孔内,以上工作台2及下 工作台3从上下方向夹持,用研磨料供给机构一边供给研磨料,使上 工作台2及下工作台3相对于晶片4以垂直的转轴为中心转动,可由 此同时研磨晶片4的表里面。另外,上工作台2设置有进行转动及研磨负载的汽缸7、将其 负载传至上工作台2的外罩8及固定该外罩8与上工作台2的螺栓等 固定机构9,并在上工作台上具备控制工作台温度用的调温机构(未

图示)。不特别限定调温机构,形成可针对配置工作台内的配管供给 冷却水或温水。

另一方面,下工作台3设有赋予下工作来自马达及减速机(未 图示)转动的汽缸7及支撑工作台负载的推力轴承10,另外在下工 作台内与上工作台同样具备控制工作台温度用未图示的调温机构。

另外,这些两面研磨装置1的上工作台2的下面及下工作台3 的上面粘贴有使晶片上、下表面镜面化的研磨布5。不限定该研磨布 的种类及材质,可以使用一般研磨布的硬质泡沫氨基用酸乙酯衬垫、 不织布浸渍'硬化氨基用酸乙酯的软质不织布衬垫等。例如软质不织 布是使用罗得公司制Suba 600等。其他可以使用在不织布构成的底

布上施以氨基用酸乙酯树脂的二层以上的研磨布等。

并且载体板6上,如图3表示,圆板形状的板上形成5个晶片 保持孔19,可将晶片4自由转动地保持在这些晶片保持孔19内,该 载体板6的材质等不特别加以限定,但是例如以使用环氧玻璃制物为佳。

该载体板6是以载体支架11的环形部ll (b)保持其外围部,

载体板本身不会自转:而是在与载体板面平行的面(水平面)内圆形

运动,另外,在其载体支架11的环形面11 (b)外围配设有向外侧突 出的多个轴承部ll (a)。该载体支撑的各轴承部ll (a)插设有小直 径圆板形状的偏心臂12的偏心轴12 (a),该偏心臂12的各下面中 心部垂设有转轴12 (b)。并且在这些转轴12 (a)的前端分别固定链 轮13,各链轮上以水平状态挂设有一组的定时链14。这些链轮13与 定时链14构成与多个偏心臂12同步转动的同步机构。

此外,使连接一个链轮13的圆形运动用马达(未图示)动作赋 予一个链轮13转动,经由该链轮13转动定时链14,使该定时链转, 与多个偏心臂12同步以转轴12 (b)为中心在水平面内转动,由此 使分别连结偏心臂12的载体支架ll,或保持在该载体支架11的载体

板6可在平行载体板的水平方向内,以与偏心臂12的偏心轴12 (a) 与转轴12 (b)的距离相同间隔,从上、下工作台2、 3的转轴偏心

而旋转,进行圆形运动。

如上述,通过随载体板6的自转而圆形运动,载体板6上的所 有点可以描绘出相同大小的圆轨迹。由此可以对保持在载体板6的晶 片4的全表里两研磨面进行均匀的研磨。

上述两面研磨装置1中,通过使圆连结上工作台2的负载支点 时构成圆(节圆)直径的上工作台负载支点的PCD (Pitch Circle Diameter)、与用圆连结载体板6的各保持1中心时构成圆(节圆) 直径的载体板保持孔中1的PCD—致,可提升相对于研磨晶片时研 磨条件变更的工作台变形的响应性,由此可成为一边高精度控制研磨 晶片的形状, 一边反复进行研磨的两面研磨装置:

具体说明如下,如上述两面研磨装置1的上工作台2通过支架 等的固定机构9保持在外罩8上,施加预定的负载进行研磨,因此, 上工作台2的负载支点是如图2表示,构成上工作台2与外罩8接合 部分的固定机构9,因此,上工作台负载支点的PCD可以用圆连结 上工作台的负载支点的固定机构9的中心时的圆16的直径15表示。 另外,载体板6的保持孔中心的PCD如上述为一片载体板6的两面 研磨装置的场合,如第3图表示,可以用圆连结形成在载体板6的晶 片保持孔19的中心时(与保持在载体板6的晶片4的晶片中心大致 一致)的圆17的直径18表示。

这些上工作台负载支点的PCD与载体板的保持孔中心的PCD 是在两面研磨装置的设计阶设中,通过上工作台与载体板的调节而形 成一致,又针对既有的两面研磨装置中,在载体板的制作阶段中调节 晶片保持孔的位置,可以上工作台负载支点的PCD与载体板的保持 孔中心的PCD—致,极为简便。

此时,使上工作台负载支点的PCD与载体板的保持孔中心的

PCD—致极为重要,并且在研磨中以这些节圆形成相同的位置为佳。 但是,两面研磨装置1的载体板6如上述,从上、下工作台的转轴偏 心转动进行圆形运动时,由于上工作台负载支点所制成的节圆直径与 载体板的保持孔中心制成的节圆直径一致,而在研磨中载体板6的保 持孔中心的节圆位置随时间的变化,不能使工作台负载支点的节圆与 载体板的保持孔中心的节圆经常地保持一致。因此,以上的场合,只 要用圆连结上工作台负载支点的节圆与载体板的晶片保持孔中心(保 持在载体板的晶片的晶片中心)的小圆形轨道的平均位置时的圆一致 即可,本发明所谓PCD的一致同时包含直径的一致及上述节圆位置 的一致。

另外,图1表示的两面研磨装置中,更用圆连结下工作台3的 负载支点时构成圆直径的下工作台负载支点的PCD与上工作台负载 支点的PCD—致为佳。如上述,本发明的两研磨装置1是以推力轴 承10保持下工作台3,外加预定的负载进行研磨。因此,下工作台3 的负载支点是与该推力轴承IO接合的部分。因此,下工作台负载支 点的PCD可以用连结这些推力轴承10固定部分的圆的直径表示。如 上述使下工作台负载支点的PCD与上工作台负载支点的PCD —致 时,更可以提高相对于工作台形状控制的响应性。

另外,上述中,使上工作台负载支点的PCD与载置板的保持孔 中心(保持在载体板的晶片的晶片中心)的PCD,或上工作台负载 支点的PCD与下工作台负载支点的PCD —致为包含直径及节圆的位 置而在公差5mm以内使这些一致即可。上工作台负载支点的PCD与 载置板的保持孔中心的PCD,或上工作台负载支点的PCD与下工作 台负载支点的PCD更以完全一致为佳,但是实际上当然多少会产生 公差,且一旦考虑研磨中的偏心时在公差5mm以内一致时,可充分 提高相对于研磨条件变更的工作台变形的响应性。即本发明所谓PCD

的一致同时包含以上多少公差的场合。

其次,表示使用图1表示的上工作台负载支点的PCD与载置板 的保持孔中心的PCD —致的两面研磨装置,同时下磨晶片上、下表 面的方法。首先,将晶片4插入•保持在形成有晶片保持孔的载体板6的 后:利用使上、下工作台2、 3朝着转轴轴线方向进退的升降装置(未 图示)夹持在粘贴有研磨布5的上工作台2及下工作台3。随后,从 研磨料供给机构33—边供给研磨料,从上侧转动,马达(未图示) 经由汽缸7在水平面内转动上工作台2,或从下侧转动马达(未图示) 经由汽缸7在水平面内转动上工作台3。此时,晶片4由于可自由转 动地保持在载体板6的晶片保持孔内,因此可通过上工作台2与下工 作台3的转速调节,朝着其转速快的工作台转动方向运动(自转)。 另外,转动上、下工作台2、 3的同时,利用安装有偏心臂12的载体 支架11随着载体板自转的圆形运动使载体板6运动,由此使上工作 台负载支点的PCD与载体板的保持孔中i的PCD —致,并同时使下工作台负载支点的PCD—致,可同时均匀研磨晶片4的上、下表面。 此时,不限定上工作台的及下工作台3的转达,且不限定对于 各转动方向、上工作台2及下工作台3的晶片4的按压力。相对于上 工作台及下工作台的硅晶片上、下表面的按压,通过流体等的加压方 法进行为佳,主要是通过配置在上工作台的外罩部分加压,通常对于 上、下工作台的晶片的按压力为100〜300g/cm2。此时,不特别限定 晶片上、下表面的研磨量及研磨速度。另外,上述研磨料供给机构33例如可以在上工作台形成多个研 磨料供给孔所构成。这些多个研磨料供给孔即使晶片摆动时,以可经 常供给研磨料至其表面,使晶片经常存在的预定宽度圆环形状的领域 为佳,此时,不限定使用的研磨料种类。例如,在研磨硅晶片时,可 以采用含硅胶的PH9〜11的碱性溶液。研磨料的供给量虽是根据载 体板的大小不同而不加以限定,但是通常为2.0〜6.0公升/分钟。

如上述,使圆连结上工作台的负载支点时构成圆直径的上工作台负载支点的PCD及用圆连结保持在载体板的晶片中心时构成圆直 径的晶片中心的PCD—致,来进行晶片研磨,可由此提高对于研磨 条件变更控制工作台形状的响应性。因此,在同时研磨晶片上、下表 面时,如上述提高工作台变形的响应性,并且例如一边控制如上工作 台及/或下工作台的温度等研磨条件进行晶片的研磨,由此使工作台 形状变形,以抵销随着研磨的进行产生的研磨形状的变化,可容易一 边控制晶片形状进行研磨。由此,即使进行多批晶片的研磨时,同样 可抑制晶片形状随时间的变化,不致使晶片的形状恶化,高精度稳定 控制晶片形状进行研磨。此外,上述的两面研磨装置是针对在载体板上保持多个晶片进 行研磨晶片时的说明,但是本发明不仅限于此。同样可运用在例如, 载体板上逐片保持晶片(叶片式)进行硏磨的场合,此时,使上工作 台负载支点的PCD与保持在载体板的晶片直径一致,可获得与上述 同样的效果,本发明同时包含以上的场合。其次,针对购成本发明第1实施方式的其他形态的两面研磨装 置说明如下。图4是表示本发明4种方式的两面研磨装置的概略剖面 说明图。这些4种方式的两面研磨装置21 ,具备有晶片保持孔的多个载 体板26、使载体板子自转及公转用的太阳齿轮31与内齿轮32、粘贴 有研磨布25的上工作台的22与下工作台23及研磨料供给机构34, 将晶片24插入。保持在多个载体板26的晶片保持1内,以粘贴研磨 布25的上工作台22及下工作台23从上下夹持这些载体板26,从研 磨料供给机构一边供给研磨料,通过太阳齿轮31与内齿轮32使载体 板26自转及公转的同时,使上工作台22及下工作台23以相对于晶 片呈垂直的转轴为中心转动,由此可同时研磨晶片24的上、下表面。此时,在上工作台22上设置进行转动及研磨负载的汽缸27、 将其负载传达上工作台的外罩28.或者固定该外罩与上工作台的螺栓 等的固定机构29,并在上工作台22内具备控制工作台温度用的调温 机构(未图示)。另一方面,在下工作台23上,具备:将来自马达及 减速机(未图示)的转动赋予下工作台的汽缸27、及支撑工作台负 载的推力轴承30,并在下工作台23内具备控制工作台温度用的调温 机构(未图示)。并且,粘贴在两面研磨装置21的上工作台22下面及下工作台 23上面的研磨布25与上述相同;可以使用一般研磨布的硬质泡沫氨 基用酸乙酯衬垫、不织布浸渍'硬化氨基用酸乙酯的软质不织布衬垫 等。以上的两面研磨装置21中,用圆连结上述上工作台22的负载 支点时构成的圆的直径的上工作台负载支点的PCD、与用圆连结多 个载体板26的中心时构成的圆的直径的载体板中心的PCD —致时, 可提升相对于研磨晶片时研磨条件变更的工作台变形的响应性,由此 可高精度控制晶片形状进行两面研磨装置的反复研磨。具体说明如下,如上述,两面研磨装置21的上工作台22是以 螺栓等固定机构29保持在外罩28上,因此上工作台22的负载支点 为上工作台2的与外罩28结合部分的固定机构29。因此,上工作台 负载支点的PCD可以用圆连结上工作台的负载支点的固定机构29中心时的圆的直径表示。另外,上述两面研磨装置的载体板上形成有多个局晶片保持孔,使载体板的保持孔中心(保持在载体板的晶片中心) 的平均PCD与上工作台负载支点的PCD—致困难。因此,以上的两面研磨装置21的场合,使用圆连结多个载体板26中心时的圆的直径 的载体板中1的PCD,与上工作台负载支点的PCD —致。此外,形成用圆连结下工作台23的负载支点时构成圆直径的下 工作台负载支点的PCD、与上述的上工作台负载支点究PCD —致为 佳,如上述,两面研磨装置21是以推力轴承30保持着下工作台,因

此下工作台23的负载支点是与该推力轴承30的接合部分。因此,下 工作台负载支点的PCD可以用连结这些推力轴承30固定部分的圆的 直径表示,如上述使下工作台负载支点的PCD与上工作台负载支点 的PCD—致时,更可以提升相对于工作台形状控制的响应性。此时,使上工作台负载支点的PCD与载体板中心的PCD —致, 或使上工作台负载支点的PCD与下工作台负载支点的PCD —致,是 以完全一致为佳、但是与上述同样,在公差5mm以内使其一致即可, 由此可提高对于研磨条件变更的工作台变形的响应性,本发明包含以 上的场合。其次,使用上工作台负载支点的PCD与载体板中心的PCD — 致的4种方式的两面研磨装置,显示同时研磨晶片上、下表面的方法。首先,将晶片24插入*保持在形成有晶片保持孔的多个载体板 26之后,使用使上、下工作台22、 23朝着转轴轴线方向进退的升降 装置(未图示)以粘贴有研磨布25的上工作台22及下工作台23夹 持保持在载体板26上的晶片24。随后,从研磨料供给机构34—边 供给研磨料,从上侧转动马达(未图示)经汽缸J7在水平面上转动 上工作台22,从下侧转动马达(未图示)经汽缸27在水平面上转动 下工作台23。与此同时通过太阳齿轮31与内齿轮32使多个载体板 26自转及公转,可由此均匀研磨晶片的上、下表面。此时,不限定对于上工作台及下工作台的转速、各转动方向、 上工作台及下工作台的晶片的按压力等,可以用以往进行的条件研 磨。如上述,使用4种方式的两面研磨装置,使用圆连结上工作台 负载支点时构成圆直径的上工作台负载支点白PCD与用圆连结多个 载体板中心时构成圆直径的载体板中心的PCD —致,进行晶片的研 磨,可提高相对于研磨条件变更的工作台形状的响应性,因此,在研 磨晶片时,如上述提高工作台变形的响应性,并且例如一边控制如上

工作台及/或下工作台的温度等的研磨条件,进行晶片的研磨,可以 使工作台形状变形抵销随研磨进行产生研磨形状的变化,容易一边控 制晶片形状一边进行研磨。由此,在进行多批晶片的研磨时,同样可 抑制晶片随时间的变化,不会使晶片形状恶化,可以高精度稳定地控 制晶片形状进行研磨。其次,参阅附图,针对本发明第2实施方式的晶片之两面研磨 装置的一例说明如下。图9为本发明第二实施方式的两面研磨装置的 概略剖面说明图。该两面研磨装置101,具备有晶片保持1的载体板106、粘贴有 研磨布105的上工作台102与下工作台103及供给研磨料用的研磨料 供给机构116,将晶片104插入保持在载体板106的晶片保持孔内, 用上工作台102及下工作台103自上下方向夹持,而从研磨料供给机 构116 —边供给研磨料,使上工作台102及下工作台103相对于晶片 114以垂直的转轴为中心转动,可由此同时研磨晶片104的表里面。另外,上工作台102设有进行转动及研磨负载的汽缸107、将 其负载传至上工作台102的外罩108及固定该外罩108与上工作台 102的螺栓等的固定机构109,此外,上工作台102内具备控制工作 台温度用的调温机构(未图示)。不特别限定调温机构,可向配置在 工作台内的配管供给冷却水或温水。该上工作台102是以螺栓等的固定机构119保持在外罩108上, 研磨晶片时,对于上工作台102施以预定的负载进行研磨。因此,上 工作台102的负载支点为上工作台102与外罩108接合部分的固定机 构109。本发明的两面研磨装置101在上工作台102的负载支点的固定 机构109附近的负载支点部,例如图9表示在固定机构109的外围侧 与中心侧的2处设置形状调节机构115,通过设置形状调节机构115 的调节,机械性按压上、下工作台102使其形状强制变形。如上述,

本发明的两面研磨装置在研磨晶片时可对应研磨布105的研磨能力等随时间的变化来调节形状调节机构115,可稳定高精度地控制上工 作台102的形状,因而可获得高精度稳定研磨晶片的两面研磨装置。此时,虽不特别限定形状调节机构115,但是例如以测微器为 佳,如上述,形状调节机构为测微器时,可正确调节测微器,以机械 式预定大小、按压上工作台使其强制变形,可以使工作台精度良好地 变形为预定的形状。早一方面,下工作台103,具备:赋予下工作台来自马达及减 速机(未图示)转动的汽缸117、设置支撑工作台负载的推力轴承110 及控制下工作台内与上工作台相同工作台温度用的未图示的调温机 构。这些上工作台102及下工作台103的材质以不锈钢(SUS)为 佳,以上工作台的材质为不锈钢(SUS)时,可以适度使工作台变形, 因此可以利用形状调节机构等容易进行工作台的变形,另外,对于粘 贴在上工作台102的下面及下工作台103的上面,使晶片上、下表面 镜面化的研磨布105的种类及材质,不特别加以限定,例如可以使用一般研磨布的硬质泡沫氨基用酸乙酯衬垫、不织布浸渍,硬化氨基用 酸乙酯的软质不织布衬垫等,例如软质不织布是使用罗得公司制Suba600等。其他可以使用在不织布构成的底布上施以氨基用酸乙酯树脂 的2层以上的研磨布等。另外,研磨料供给机构116在上工作台上经联轴设置研磨料供 给孔,例如通过未图示的电磁阀等,可以使研磨料的供给量变化,另 夕卜,可以形成多个研磨料供给装置,例如最好配置在晶片经常存在的 预定宽度的圆环形领域内,即使载体板摆动运动,仍可对晶片表面经 常供给研磨料为佳。并且,载体板106在圆板形状的板上例如形成5个晶片保持孔, 可自主转动地将晶片104保持在此晶片保持孔内。对于该载体板106

的材质等虽未加以特别限定,但是例如使用环氧玻璃制品为佳。该载体板106以载体支架111的环形部111 (b)保持其外围部,载体板本身不会自转,而是在与载体板面平行的面(水平面)内圆形运动。另外,在该载体支架111的环形部111 (b)外围配设朝外围突 出的多个轴承部lll (a)。该载体支架的各轴承部111 (a)插有小直 径圆板形状的偏心臂112的偏心轴112 (a),该偏心臂112的各下面 中心部上垂垂直设有转轴112 (b)。并在这些转轴112 (b)的前端分 别固定链轮113,各链轮113上以水平状态架设一组的定时链114, 这些链轮113与定时链114构成与多个偏心臂112同步转动的同步机 构。此外,使连接一个链轮113的圆形运动用马达(未图示)动作, 使一个链轮113转动,经由该链轮113转动定时链114,使该定时链 旋转,与多个偏心臂112同步以转轴112(b)为中心在水平面内转动。 由此使分别连结偏心臂112的载体支架lll,或保持在该载体支架111 的载体板106可在与载体板的水平面内,以与偏心臂112的偏心轴ll2 (a)与转轴112 (b)的距离相同间隔,从上、下工作台102、 103 的转轴偏心而旋转,进行圆形运动。如上述,通过随载体板106的自转而圆形运动,载体板106上 的所有点可以描绘出相同大小的小圆轨迹。由此可以对保持在载体板 106的晶片104的全表里两研磨面进行均匀的研磨。上述两面研磨装置101中,用圆连结上工作台102的负载支点 时构成圆直径的上工作台负载支点的PCD (Pitch circle Diameter)、 与用圆连结载体板106的各保持孔中心时构成圆直径的载体板保持 孔中心的PCD —致为佳。具体说明如下,如上述两面研磨装置101的上工作台102的负 载支点位于构成上工作台102与外罩108接合部分的固定机构109。 因此,上工作台负载支点的PCD可以用圆连结上工作台的负载支点

的固定机构109的中心时所构成的圆(节圆)的直径表示。另外,载 体板106的保持孔中心的PCD如上述为一片载体板106的两面研磨 装置的场合,可以用圆连结形成在载体板106的晶片保持孔的中心时 (与保持在载体板106的晶片114的晶片中心大致一致)所构成圆的 直径表示。并且,使这些上工作台负载支点的PCD与载体板的保持孔中心 的PCD —致,可以提高对于研磨晶片时的研磨料供给量的调节及形 状调节机构调节的工作台变形的响应性(尤其是线形),由此获得高 精度控制所研磨的晶片形状、可稳定进行研磨的两面研磨装置。这些上工作台负载支点的PCD与载体板的保持孔中心的PCD 在两面研磨装置的设计阶段中,通过上工作台与载体板的调节而形成 一致,对于既有的两面研磨装置,通过在载体板的制作阶段中调节晶 片保持孔的位置,可以使上工作台负载支点的PCD与载体板的保持 孔中心的PCD—致,极为简便。此时,使上工作台负载支点的PCD与载体板的保持孔中心的 PCD—致极为重要,并且在研磨中以这些节圆形成相同的位置为佳。 但是,两面研磨装置101的载体板106如上述,从上、下工作台的转 轴偏心转动进行圆形运动时,由于上工作台负载支点所制成的节圆直 径与载体板的保持孔中心所制成的节圆直径一致,而在研磨中载体板 106的保持孔中心的节圆位置随着时间的变化,不能使工作台负载支点的节圆与载体板的保持孔中心的节圆经常保持一致。因此,以上的 场合,只要用圆连结上工作台负载支点的节圆与载体板的晶片保持孔 中心(保持在载体板的晶片的晶片中心)的小圆形轨道的平均位置时 的圆一致即可,本发明所谓PCD的一致同时包含直径的一致及上述 节圆位置的一致。另外,上述中,使上工作台负载支点的PCD与载置板的保持孔 中心(保持在载体板的晶片的晶片中心)的PCD —致是包含直径及

节圆的位置在公差5rnm以内使这些一致即可。更以上工作台负载支 点的PCD与载置扳的保持孔中1的PCD完全一致为佳,但是实际上 当然多少会产生公差,且一旦考虑研磨中的偏心时在公差5mm以内 -一致时,可充分提高对于研磨条件变更的工作台量形的响应性,即本 发明所谓PCD的一致同时包含以上多少公差的场合。其次,使用图9表示的两面研装置101,表示同时研磨晶片上、 下表面的方法。首先,将晶片104插入,保持在形成有晶片保持孔的载体板106 之后,利用使上、下工作台102、 103朝着转轴轴线方向进退的升降 装置(未图示)以粘贴有研磨布105的上工作台102及下工作台103 夹持保持在载体板106的晶片104。随后,从研磨料供给机构116 — 边供给研磨料,从上侧转动马达(未图示)经由汽缸107在水平面内 转动上工作台102,或从下侧转动马达(未图示)经由汽缸107在水 平面内转动上工作台103。此时,晶片104由于可自主转动地保持在 载体板106的晶片保持孔内,因此可通过上工作台102与下工作台 103的转速调节,朝着其转速快的工作台转动方向运动(自转)。另 外,转动上、下工作台102、 103的同时,利用安装有偏心臂112的 载体支架U1以随着载体板自转的圆形运动使载体板106运动。由此 可同时均匀研磨晶片104的上、下表面。此时,不限定上工作台102及下工作台103的转速,不限定对 于各转动方向、上工作台102及下工作台103的晶片104的按压力。 相对于上工作台及下工作台的硅晶片上、下表面的按压以通过流体等 的加压方法进行为佳,主要是通过配置在上工作台的外罩部分加压。 通常对于上、下工作台的晶片的按压力为100〜300g/cm2。此时,不 特别限定晶片上、下表面的研磨量及研磨速度。如上述在同时研磨晶片的上、下表面时、通过调节从研磨料供 给机构116所供给的研磨料供给量,控制研磨面的温度,由此可以用

优异的响应性持续控制工作台形状,进行晶片的研磨。研磨料供给机构所供给的研磨料供给量虽是根据载体板的大小不同而不加以限定,但是通常为2.0〜6.0公升/分钟。此时,通过研 磨料供给量的调节,可控制研磨中研磨面的温度,以优异的响应性控 制工作台形状。由此,不致使晶片形状恶化进行稳定的研磨。此时, 虽不限定使用研磨料的种类,例如,在研磨硅晶片时,可以采用含硅 胶的PH9〜11的碱性溶液。此时,以对应研磨布的使用时间进行研磨料供给量的调节为佳, 可由此配合研磨布的研磨能力等随时间的变化精度良好地控制工作 台形状,研磨料供给量的调节例如随着研磨布使用时间的增长,随时 间调节减少研磨料供给量使晶片形状不脱离管理目标值的范围,可利 用研磨装置或研磨条件适当设定其比例。例如,以研磨每5成批的晶 片时分别调低0.2公升/分钟左右的研磨料供给量,由此使工作台形状 量变形来抵销随研磨的进行产生的晶片形状的变化,可容易一边控制 晶片形状进行研磨。因此,在研磨多批的晶片时,可抑制晶片形状随 时间的变化,不致使晶片的形状恶化,可精度良好地控制晶片形状进 行稳定的研磨。另外,如上述同时研磨晶片上、下表面时,在上工作台的负载 支点部设置形状调节机构,调节该形状调节机构持续控制工作台形状 进行研磨,通过形状调节机构使上工作台的形状强制变形,因此可配合晶片形状随时间的变化适当控制工作台形状。例如,第10 (a)图所示,在构成上工作台102的负载支点的 固定机构109外围侧与中心侧的2点设置上述例示的测微器作为形状 调节机构115,设置在这些各负载支点部的各测微器中,调节使固定 机构109外围侧的测微器向上方松开,向下方按压中心侧的测微器, 如第10 (b)图所示,可控制使上工作台102的形状形成朝下方突出。 相反的,将固定机构109外围侧的测微器向下方按压,调节使中心侧

的测微器朝着上方松开,如第IO (c)图所示,控制上工作台102的 形状呈向上突出。此时,预先形成研磨温度等研磨条件与晶片形状变化的关系以 决定测微器的调节量,根据该研磨条件与晶片形状的关系适当调节测 微器,可由此使工作台形状变形抵销随着研磨进行产生的晶片形状的 变化,可一边容易控制晶片形状进行研磨。由此,在进行多批的研磨 时,可抑制晶片形状随时间的变化,不致使晶片形状恶化可精度良好 地控制,进行稳定的研磨u另外,此时,使用圆连结上工作台的负载支点时构成圆直径的 上工作台负载支点的PCD与以圆达结载体板白晶片中心时构成圆直 径的晶片中心的PCD —致为佳。如上述,使上工作台负载支点的PCD 与晶片中心的PCD —致时,可更加提升研磨料供给量调节的工作台 形状的控制,及形状调节机构的调节对于工作台形状控制的响应性, 可高精度控制工作台形状,因此,可精度良好地控制工作台形状以抵 销相对于研磨进行时产生的晶片形状随时间的变化,因此可容易一边 控制晶片形状进行研磨。因此即使反复研磨多批的晶片时,仍可精度 良好地维持晶片形状,进行稳定的研磨。根据研磨料供给量的变化(调节)对工作台变形的响应性,及 形状调节机构的调节对工作台变形的响应性评估如下,使研磨料供给 量变化,或调节形状调节机构进行研磨针对晶片形状的响应性(尤其 是线性)显示进行实验的结果。使用图9表示的两面研磨装置作为晶片的两面研磨装置。该两 面研磨装置,例如上工作台负载支点PCD为600mm,与载体板的保 持孔中心的PCD 600mm —致,并且载体板按照不伴随自转的圆运动 进行运动时,载体板的保持孔中,由于获得的节圆的平均位置与上工 作台负载支点所获得的节圆位置一致。另外,在构成上工作台102负 载支点的固定机构109的外围侧与中心侧的2点设置作为形状调节机

构115的测微器,由此可强制使工作台形状变形。使用该两面研磨装置,首先,在载体板(具有5个保持孔的载体板)的各晶片保持孔内分别可自由转动地插入5片(l成批)直径 300mm的硅晶片。各晶片是用粘贴软质不织布(研磨衬垫)的上、 下工作台,以200g/ciW力按压。随后,在这些上下研磨衬垫按压在晶片上、下表面状态下,从 上工作台侧供给研磨料,转动上、下工作台,另外通过圆形运动用马 达使定时链在周围转动,使载体板不伴随自转而进行圆形运动(直径 10cm左右的圆形运动),研磨晶片的上、下表面。此外,在此所使用 的研磨料是使用分散于pH10.5碱性溶液中的粒度0.05Pm的硅胶所 构成的研磨粉。(根据研磨料供给量变化(调节)的工作台变形的响应性)为了评估根据研磨料供给量变化的工作台变形的响应性,以等 间隔5阶段改变研磨料供给量,晶片形状相对于研磨料供给量变化的 响应性调査如下。实际上,将实验条件1的研磨料供给量设定为3.0 公升/分钟,并在实验条件2〜实验条件5之间以每0.2公升/分钟的供 给量变化(增加),确认相对于研磨料供给量变化的晶片形状的变化 (工作台形状的变化),此时,针对其他条件尽可能以同一条件,尤 其是研磨布,是使用大致相同使用时间迸行实验。此时,可以直接观察工作台形状的变化评估工作台变形的响应 性,但是实际上研磨晶片的形状极为重要。因此,本实验中表示晶片 形状的参数可测定研磨后晶片的凹凸,确认中心部与外围部的厚度, 由此针对研磨料供给量变化的晶片形状的响应性进行评估。测定时以 实验条件3的形状为基准,当测定易凸形状时为正,凹形状时为负侧,相对评估其变化。(根据形状调节机构的调节的工作台变形的响应性) 为评估根据形状调节机构的调节的工作台变形的响应性,分别 上下调节设置在上工作台的外罩附近外围侧的测微器与中心侧的测 微器,由此以5个条件使工作台形状变化进行研磨。亦即,以实验条件3的状态(外围侧的测微器与中心侧的测微 器的高度相同)为基准,以朝上方松开外围侧的测微器为实验条件2, 并以朝着下方按压中心侧的测微器为实验条件l。另外相反的,以实 验条件3为基准,以朝着上方松开中心侧的测微器为实验条件4,并以朝下方按压外围侧的测微器为实验条件5。即实验条件1及2是控 制使上工作台的形状形成如第10 (b)表示的下凸形状,实验条件4 及5则是形成如第10 (c:)表示的上凸形状,确认相对于该形状调节 机构调节的晶片形状的变化。此时,其他条件尽可能设定为相同的条件,尤其是研磨布是使 用大致相同使用时间进行实验,另外,表示晶片形状的参数是与上述 相同,可测定研磨后晶片的凹凸针对形状调节机构调节的晶片形状的 响应性进行评估。以第12图表示测定研磨料供给量的变化的晶片形状的响应性 的结果,并以第13图表示测定形状调节机构的调节的晶片形状的响 应性的结果,这些的测定结果是以各个实验条件描绘5片(l成批) 的平均值。变化研磨料供给量的场合,如第12图表示,可获知其线 性佳(相关系数0.998),对于研磨料供给量变化的晶片形状的响应性 (即,工作台变形的响应性)佳。另外调节形状调节机构的场合,同 样地如第13图所示,可获知其线性佳(相关系数0.995),对于研磨 料供给量变化的晶片形状的响应性佳。根据以上的实验结果,可获得非常良好的研磨料供给量或形状 调节机构的调节的工作台形状的响应性:由此,例如相对于使用相同 的研磨布连续反复进行研磨所产生的晶片形状的变化,为抵销此一变 化,可考虑第12图或第13图表示晶片形状的响应性(线性)调节研 磨料供给量或形状调节机构,由此使晶片形状不致恶化,可以高精度 进行稳定的研磨。另外,如上述,研磨料供给量的调节,或形状调节机构的调节 虽可以分别的方式进行精度良好地控制工作台形状,但是更可以利用 研磨料供给量与形状调节机构配合调节,或工作台温度也可以利用工 作台内的调温机构加以配合调节,而可以更高精度容易控制工作台形 状。由此,可以高精度控制晶片形状稳定进行研磨,另外,即使反复 进行多批晶片的研磨,仍可以为维持极高精度的各成批晶片的形状, 稳定地进行研磨。并且,利用这些研磨料供给量的调节及形状调节机构的调节对 于工作台形状的控制也可以各成批研磨时调节,或者在研磨中调节。 通常在各成批研磨调节时,可充分控制晶片形状。例如,在研磨数成 批的晶片后,检查晶片形状,可根据其晶片形状随时间变化进行研磨 料供给量的调节及/或形状调节机构的调节控制工作台形状后,进行 随后成批的研磨。其次,针对本发明第2实施方式的其他形态的两面研磨装置说 明如下,图11是表示本发明4种方式的两面研磨装置的概略剖面说明图。该4种方式的两面研磨装置121,具备有晶片保持孔的多个载 体板106、使载体板自转及公转用的太阳齿轮131与内齿轮132、粘 贴有研磨布125的上工作台122与下工作台103及研磨料供给机构 134,将晶片124插入'保持在多个载体板126的晶片保持孔内,利 用粘贴研磨布125的上工作台122及下工作台123从上下方向夹持这 些载体板126,从研磨料供给机构134—边供给研磨料,利用太阳齿 轮131与内齿轮132使载体板126自转及公转的同时,使上作台122 与下工作台123相对于晶片以垂直的转轴为中心转动,由此可同时研 磨晶片124的上、下表面。此时,上工作台122设置有进行转动及研磨负载的汽缸127、 将其负载传达至上工作台的外罩128及固定该外罩128与上工作台

122的螺栓等的固定机构129,在上工作台122内具备控制工作台温 度用的调温机构(未图示)。上工作台122的负载支点为上工作台122与外罩128的接合部 分的固定机构129。本发明的两面研磨装置121设置形成上工作台122 的负载支点的固定机构129附近的负载支点部,例如在图11表示的 固定机构129外围侧与中心侧2点设置形状调节机构133,由此设置 的形状调节机构133的调节,可机械式按压上工作台122强制使其形 状变形。以上本发明的两面研磨装置在研磨晶片时可对应研磨布125 的研磨能力等随时间的变化而调节形状调节机构133可强制精度良 好地控制上工作台122的形状,因此可获得高精度稳定进行晶片研磨 的两面研磨装置。此时,形状调节机构133虽不加以限定,但是例如以测微器为 佳,以上的形状调节机构为测微器时,可正确调节测微器,以机械式 预定大小的力按压使上工作台强制变形,获得预定形状之精度良好工 作台的变形。另一方面,下工作台123设有将来自马达及减速机(未图示) 的转动赋予下工作台的汽缸127,及支撑工作台负载的推力轴承130, 并且在下工作台123内具备控制工作台温度甲的调温机构(未图示)。这些上工作台122及下工作台123的材质是以不锈钢(SUS) 为佳,由此可容易进行形状调节机构的工作台变形。另外,不特别限 定粘贴上工作台122下面及下工作台123上面的研磨布125,但是也 可以使用与上述相同之一般研磨布的硬质泡沬氨基甲酸乙酯衬垫、不 织布浸渍•硬化氨基甲酸乙酯的软质不织布衬垫等。此外,研磨料供给机构134是在上工作台上通过联轴(未图示) 设置研磨料供给孔所构成,例如可以用未图示的电磁阀等改变研磨料 的供给量。另外,可以形成多个研磨料供给机构,以可经常供给研磨 料至晶片表面为佳。

上述两面研磨装置121中,使用圆连结上工作台122的负载支 点时构成圆直径的上工作台负载支点的PCD、与用圆连结多个载体 板126的中心时构成圆直径的载体板中心的PCD —致为佳。具体说明如下,如上述两面研磨装置121的上工作台122的负 载支点是位于上工作台122与外罩128接合部分的固定机构129上。 因此,上工作台负载支点的PCD可以用圆连结上工作台的负载支点 的固定机构129的中心时的圆直径表示。另外,在两面研磨装置121 的载体板126上形成多个晶片保持孔,使用圆连结载体板的保持孔中 心时构成圆平均直径的晶片保持孔中心的PCD、与上工作台负载支 点的PCD—致困难。因此,上述两面研磨装置121的场合,使用圆 连结多个载体板126中心时构成圆直径载体板中心的PCD与上工作 台负载支点的PCD—致,由此,在研磨晶片时,可提升研磨料供给 量的调节、或相对于形状调节机构调节等的工作台变形的响应性(尤 其是线性),获得高精度控制研磨晶片形状而稳定进行研磨的两面研 磨装置。此时,使上工作台负载支点的PCD与载体板中心的PCD —致 是以完全一致为佳,但是与上述同样地使公差在5mm以内一致即可, 由此可提高对于研磨条件的调节的工作台变形的响应性,本发明同时 包含上述若干的公差。其次,使用图11表示的4种方式的两面研磨装置,显示同时研 磨晶片上、下表面的研磨方法。首先,将晶片114插入*保持在形成有晶片保持孔的多个载体 板126之后,利用使上、下工作台122、 123朝着转动轴线方向进退 的升降装置(未图示)以粘贴研磨布125的上工作台122及下工作台 123夹持着保持在载体板126的晶片124。随后,从研磨料供给机构 134—边供给研磨料,从上侧转动马达(未图示)经由汽缸127使上 工作台122方水平面内转动,或从下侧转动马达(未图示)经由汽缸127使下工作台123在水平面内转动。在此同时通过太阳齿轮131与 内齿轮132使多个载体板126自转及公转,由此可均匀地研磨晶片的 上、下表面。此时,不限定对于上工作台及下工作台的转速、各转动方向、 上工作台及下工作台的晶片的按压力等,可以用已知的条件研磨。并且在同时研磨晶片的上、下表面时,通过研磨料供给机构134 所供给研磨料供给量的调节,可控制研磨面的温度,由此可以用优异 的响应性,持续控制工作台形状进行晶片的研磨,不致使晶片形状恶 化,可进行稳定的研磨。此时,使用的研磨料种类不限于上述相同种 类。此时,以对应研磨布的使用时间进行研磨料供给量的调节为佳, 因此可根据研磨布的研磨能力等随时间的变化,而精度良好地控制工 作台形状。例如,研磨料供给量的调节是以随着研磨布使用时间的增 长而调节随时间减少研磨料的供给量为佳,可通过研磨装置或研磨条 件适当设定其比例,如上述,对应研磨布的使用时间进行研磨料供给 量的调节,可随着研磨的进行抵销晶片形状的变化而使得工作台形状 变形,可容易一边控制晶片形状进行研磨。另外,在研磨多批的晶片 时,同样可抑制晶片形状随时间的变化,不致使晶片的形状恶化,可 精度良好的控制晶片形状进行稳定的研磨。另一方面,同时研磨上述晶片的上、下表面时,在上工作台122 的负载支点部上设置形状调节机构133,调节该形状调节机构133持续控制工作台形状进行晶片的研磨。由此,使上工作台的形状,如第 10 (b)图及第10 (c)图表示可通过形状调节机构强制变形,或预 先构成研磨温度等的研磨条件与晶片形状的变化间明显的变化,而根 据其关系可适当调节测微器,由此随着研磨的进行使工作台形状变形 以抵消晶片形状的变化,可容易一边进行晶片形状的控制进行研磨, 另外,进行多批晶片的研磨时,同样可控制晶片形状随时间的变化,

不致使晶片的形状恶化可精度良好地进行稳定的研磨。另外此时,使用圆连结上工作台122的负载支点时构成圆直径 的上工作台负载支点的PCD、与用圆连结多个载体板的中心时构成 圆直径的载体板中心的PCD —致进行晶片的研磨为佳。如上述,通 过上工作台负载支点的PCD与载体板中心PCD的一致,可提高研磨 料供给量调节的工作台形状的控制,及形状调节机构的调节对工作台 形状控制的响应性,可高精度控制工作台形状,因此,相对于随研磨 进行的晶片形状随时间的变化,可精度良好地控制抵销其变化的工作 台形状,因此可一边更为容易控制晶片形状进行研磨。由此,即使反 复研磨多批的晶片时,仍可精度良好地维持晶片形状,稳定进行研磨。此时,基于研磨料供给量变化(调节)的工作台变形的响应性, 及基于形状调节机构调节的工作台变形的响应性,具有与上述的两面 研磨装置101同样良好的响应性。因此相对于使用相同研磨布反复连 续进行研磨时所产生的晶片形状变化,为了对其进行抵销,可考虑晶 片形状的响应性(线性),调节研磨料供给量或形状调节机构,由此 使晶片形状不致恶化,可以高精度进行稳定的研磨。另外,根据研磨料供给量与形状调节机构进行调节,或工作台 温度同样通过工作台内调温机构调节:可更高精度且容易地控制工作 台形状。因此,即使反复进行多批的晶片时,仍可以极高精度地维持 各成批晶片的形状,进行稳定的研磨。并且,利用这些研磨料供给量的调节及形状调节机构的调节, 对于工作台形状的控制是与上述相同,可以调节各个研磨晶片,或者 在研磨中调节。以下,显示实施例及比较例更具体说明本发明,但本发明不仅 限于此。首先,评估随使用本发明的晶片的两面研磨装置与已有晶片的 两面研磨装置时研磨条件变化的工作台形状的响应性时,针对晶片形

状的响应性,尤其是线性进行实验。 (实施例1)

晶片的两面研磨装置是如图1表示,使上工作台负载支点的

PCD为600mm,与载体板的保持孔中心的(保持在载体板的晶片中 心)PCD为600mm—致。并且釆用了这样的两面研磨装置,在研磨 中使用载体板的保持孔中心所形成节圆的平均位置、与上工作台负载 支点所形成节圆的位置一致,这样的载体片进行不伴随自转的圆形运 动。

使用该两面研磨装置。首先,载体板(具有5个保持孔的载体 板)的各晶片保持孔上分别插入5片(1成批)可自由转动的直径 300mm的硅晶片。各晶片是通过粘贴软质不织布(研磨衬垫)的上、 下工作台以200g / cm2的力按压。

随后将这些上下研磨衬垫按压晶片上、下表面的状态下转动上、 下工作台,从上工作台侧一边供给研磨料,利用圆形运动用马达使定 时链周围转动,由此,各偏心臂在水平面内同步转动,使连结各偏心 轴的载体支架及载体板在平行该板表面的水平面内随自转而进行圆 形运动(直径10cm左右的圆形运动),研磨晶片的上、下表面。并 且,在此使用的研磨料是使用分散于pH10.5碱性溶液中的粒度O.O5 u m的硅胶所构成的研磨粉。

实施例1中,上述研磨过程的期间,以等间隔使工作台内的冷 却水温度变化,可以改变研磨条件,调査晶片形状的响应性。实际上 研磨条件i的冷却水温度为22°C,并分别以2。C温度变化至3(TC为 止(研磨条件1〜研磨条件5为止),确认对于此温度变化的晶片形 状的变化(工作台形状的变化)。

此时,以表示晶片形状的参数,测定晶片的凹凸,确认中心部 与外围部的厚度,评估相对于研磨条件变化的晶片形状的响应性。此 时,以实验条件3的形状基准,形成凸形状时为正,凹形状时则为负

侧,相对地评估其变化。 (比较例1 )

比较例是如图5表示,采用了上工作台负载支点的PCD为 600mm,载体板的保持孔中心(保持于载体板的晶片中心)的PCD 为640mm,使载体板进行不伴随自转的圆形运动,研磨晶片上、下 表面的己有的两面研磨装置。其他的研磨条件是与实施例1相同进行 晶片的研磨(尤其是使用与研磨布的使用时间相同程度的物)。

上述实施例1及比较例1中,评估对于研磨条件变化的晶片形 状响应性的结果表示在第6图。是以5片晶片的平均值对各个研磨条 件描绘所得。如第6图表示,实施例1中,线性佳(相关系数0.997), 可获知对于研磨条件变化的晶片形状的响应性(即,工作台变形的响 应性)良好。比较例线性不良(相关系数0.898),可获知除了发散大 之外响应性也不良。

如上述,使用本发明的两面研磨装置,形成对于研磨条件的工 作台变形的良好响应性。由此,例如为抵销使用相同的研磨布连续反 复进行研磨所产生晶片形状的变化,如第6图所示,考虑晶片形状的 响应性(线性)控制工作台内的温度,由此使晶片形状不致恶化,可

以高精度稳定进行研磨。

(实施例2及比较例2)

使用与实施例1及比较例1相同的两面研磨装置,针对20成批 的晶片进行研磨。

载体板(具有5个保持孔的载体板)的各晶片保持孔内分入插 入可自主转动的5片(1成批)的直径300mm的硅晶片。各晶片是 利用粘贴软质不织布(研磨衬垫)的上、下工作台以200g/crn2的按 压力按压进行研磨。研磨料是使用分散于pH 10.5碱性溶液中的粒度 0.05um的硅胶所构成的研磨粉,另外,此时不需更换研磨布连续使 用,反复进行研磨。

此次的实验(实施例2及比较例2)是各5成批的研磨中以工 作台内的调温机构将工作台的温度以一定的条件调节,由此修正晶片 形状的变化,进行20成批的晶片研磨。各5成批的调节是以相同条 件调节实施例2及比较例2。

研磨后,针对所获得晶片的形状以GBIR加以评估。GBIR (Global Back Ideal Range)是在晶片内具有1个基准面,相对于该基

准面定义出最大、最小的位置位移的宽度,相当于已有惯例的规格的 TTV (全厚度偏差)。此次的测定是使用ADE公司制的静电容量型平 面度测定器(AFS3220)进行评估。此时,以第l成批的GBIR为基 准,描绘其相对变化。将其结果表示于图7。

如图7表示,实施例2由于使用本发明的两面研磨装置而获得 良好工作台变形的响应性,因此各5成批的调节可以将晶片控制在一 定范围内,即使研磨多批的晶片时仍可以使晶片形状维持在管理目标 值(管理上限值)的范围内。但是,比较例2中即使在各5成批完成 后以一定的条件进行调节时,仍不能改善所预定的晶片形状,随着反 复研磨的进行而使得晶片形状恶化,导致超出管理目标值(管理上限 值)的范围外。这是由于工作台变形的响应性差,不能修正预定工作 台形状的原因。

(实施例3及比较例3)

晶片的两面研磨装置是如图4所示,使用上工作台负载支点的 PCD为800mm、载体板中心的PCD为800mm的4种方式的两面研 磨装置,针对20成批量的晶片进行研磨(实施例3),并且,为了比 较使用以往所使用的上工作台负载支点的PCD为800mm、载体板中 心的PCD为850mm的4种方式的两面研磨装置,针对20成批量的 晶片进行研磨(比较例3)。

5个载体板分别所形成的3个晶片保持孔内插入总计15片(1 成批)直径300mm的硅晶片。各晶片是利用粘贴软质不织布(研磨

衬垫)的上、下工作台以200g/cm2的按压力技压进行研磨。研磨料 是使用分散于pH10.5碱性溶液中的粒度0.05 y m的硅胶所构成的研 磨粉。此时,不需更换研磨布,在每5成批的研磨中利用工作台内的 调温手续以一定的条件调节工作台的温度可一边修正晶片形状的变 化进行20成批晶片的研磨。每5成批的调节是以实施例3及比较例 3相同的条件进行。并以GBIR评估研磨后子获得的晶片形状,以第 1成批的GBIR为基准,描绘其相对的变化。将其结果表示于图8中。 如图8表示,实施例3由于使用本发明的两面研磨装置获得良 好的工作台变形的响应性,因此可以进行每5成批的调节将晶片形状 控制在一定的范围内,即使研磨多批的晶片时仍可以将晶片形状维持 在管理目标(管理上限值)的范围内。但是,比较例3在每5成批完 成后,即使进行调节仍不能改善预定的晶片形状,因此随着反复进行 研磨使得晶片形状恶化,超出管理目标值(管理上限值)的范围外。 (实施例4)晶片的两面研磨装置有如图9表示,使用的两面研磨装置,上 工作台负载支点PCD为600mm,载体板的保持孔中心(保持在载体 板的晶片中心)的PCD为600mm,研磨中载体板的保持孔中心所形 成节圆的平均位置与上工作台负载支点所形成节圆的位置一致的载 体板,进行不伴随自转的圆形运动,调节研磨料供给量持续控制工作 台形状,反复进行20成批量的硅晶片的研磨。首先,载体板(具有5个保持孔的载体板)的各晶片保持孔内 分别插入可自由转动的5片(1成批)的直径300mm的硅晶片。各 晶片是利用粘贴软质不织布(研磨衬垫)的上工作台以200g/cr^的 按压力按压,使上工作台与下工作台以转轴为中心转动的同时,随着 载体的自转而圆形运动进行研磨。研磨料是使用分散于pH10.5碱性 溶液中的粒度0.05 " m的硅胶所构成的研磨粉,初期是以研磨料供给 量4.0公升/分钟实施。 20成批晶片的研磨中,不需更换研磨布,以每5成批的干磨降 低0.2公升/分钟的研磨料供给量,由此修正晶片形状的变化,反复进 行研磨。研磨后,针对所获得晶片的形状以GBIR加以评估GBIR( Global Back Ideal Range)是在晶片内具有1个基准面,相对于该基准面定义 出最大、最小的位置位移的宽度,相当于已有惯例的规格的TTV(全 厚度偏差)。此次的测定是使用ADE公司制的静电容量型平面度测定 器(AFS3220)进行评估。此时,以第1成批的GBIR为基准,描绘 其相对变化。将其结果表示于第14图。如第14图表示,实施例4是通过研磨料供给量的调节,将晶片 形状控制在一定范围内,即使研磨多批的晶片时仍可以使晶片形状维 持在管理目标值(管理上限值)的范围内。 (实施例5及比较例4)其次,使用与实施例4相同的两面研磨装置作为晶片的两面研 磨装置,在调温机构的工作台内的配管中供给控制在25"C的水,进 行直径300mm硅晶片的1支批研磨后,使温水流动工作台内的调温 机构变更温度为40°C,进行之后的成批硅晶互的研磨。此时,对应 工作台的温度变化调节测微器的形状调节机构,针对使上工作台形状 在第ll (b)图的状态下强制变形而进行研磨所获得的晶片(实施例 4),及未使用形状调节机构进行研磨所获得的晶片(比较例4),比 较这些的晶片形状如下。其结果,工作台温度的变化时,调节形状调段进行研磨后的实 施例5的晶片形状是与以25"C的工作台内温度研磨的第1成批晶片 大致相同的形状,如上述进行设置在上工作台的形状调节机构的调 节,即使如工作台温度产生大的研磨条件的变化时,仍可控制晶片形 状研磨。相对于此,未使用形状调节机构进行研磨的比较例4的晶片 形状,是形成晶片形状呈极端的中凸形状。 (实施例6)晶片的两面研磨装置是如图11所示,使用上工作台负载支点的 PCD为800mm、载体板中心的PCD为800rnm的4种方式的两面研 磨装置,对于实施例6中调节研磨料供给量、持续控制工作台形状而 研磨的场合,反复研磨20成批量的晶片。首先,5个载体板分别形成的3个晶片保持孔内插入总计15片 (1成批)直径300mm的硅晶片。各晶片是利用粘贴软质不织布(研 磨衬垫)的上、下工作台以200g/cm2的按压力按压进行研磨。研磨 料是使用分散于pH10.5碱性溶液中的粒度0.05 y m的硅胶构成的研 磨粉,初期是以研磨料供给量5.0公升/分钟实施。另外,20成批晶 片的研磨中,不需更换研磨布,实施例6是以每5成批的研磨降低 0.2公升/分钟的研磨料供给量,由此修正晶片形状的变化,反复进行 研磨。硏磨后,针对所获得晶片的形状以GBIR加以评估。以第1成 批的GBIR为基准,描绘其相对的变化。将其结果表示于第15图。如第15图表示:实施例6是通过研磨料供给量的调节,将晶片 形状控制在一定范围内,即使研磨多批的晶片时仍可以便晶片形状维 持在管理目标值(管理上限值)的范围内。 (实施例7及比较例5)其次,使用与实施例6相同的两面研磨装置作为晶片的两面研 磨装置,将工作台内的调温机构控制在25t:进行直径300mm硅晶片 的1成批研磨后,将工作台内的调温机构变更温度为4(TC进行其次 成批硅晶片的研磨,此时,对应工作台内的温度变化调节测微器的形 状调节机构,针对使上工作台形状在第10 (b)图的状态下强制变形 而进行研磨所获得的晶片(实施例7),及未使用形状调节机构进行 研磨干获得的晶片(比较例5),比较这些的晶片形状如下。其结果,工作台温度的变化时,调节形状调节机构进行研磨后 的实施例7的晶片形状,是与以25"C的工作台内温度研磨的第1成 批晶片大致相同的形状。如上述进行设置在上工作台的形状调节机构 的调节,即使如工作台温度产生大的研磨条件的变化时,仍可控制晶 片形状研磨。相对于此,未使用形状调节机构进行研磨的比较例5的 晶片形状,是形成晶片形状呈极端的中凸形状。此外,本发明不仅限于上述实施形态。上述实施形态仅属单纯 的例示,只要具有与本发明所记载的技术思想产生实质相同的构成, 可获得相同的效果时,不论为何皆包含在本发明的技术领域中。例如,上述实施形态中,本发明的两面研磨装置的一例是表示 载体板的运动是随着载体板的自转而进行圆形运动,但是本发明不仅 限于此,只要是可均匀研磨晶片的载体板运动,则可以是任何运动的 两面研磨装置。另外,上述实施例中,虽己针对晶片的凹凸作为显示晶片形状 的参数加以评估,但是也可以是其他的品质。SP,使上工作台负载支 点的PCD与保持在载体板上的晶片中心平均的PCD (4种方式的两 面研磨装置为载体板中心的PCD) —致时,可提高对于工作台形状 控制的响应性,只要为工作台形状所影响的晶片的品质,不论任何品 质都可加以容易地控制。另外,对于所研磨晶片的直径,实施例是举例研磨如直径 300mm晶片的两面研磨装置己作说明,但是本发明不仅限于此,直 径200mm,或者研磨其他直径晶片的两面研磨装置都可以适用。另 外,不特别限定形成于载体板的晶片保持孔的数量,可以3处、5处、 7处等任意数量。

Claims (34)

1、一种晶片的两面研磨装置,至少具备:有晶片保持孔的载体板;粘贴有研磨布的上工作台及下工作台;研磨料供给机构;在上述晶片保持孔内保持晶片,一边供给研磨料,一边在上述上、下工作台间使载体板运动,可同时研磨晶片上、下表面,其特征为:用圆连结上述上工作台的负载支点时构成圆直径的上工作台负载支点的PCD、与用圆连结上述载体板的各保持孔中心时构成圆直径的载体板保持孔中心的PCD一致。
2、 如权利要求1记载的晶片的两面研磨装置,其中,上述载体 板的运动是不伴随载体板自转的圆形运动。
3、 一种晶片的两面研磨装置,至少具备:有晶片保持孔的多个 载体板;使该载体板自转及公转用的太阳齿轮与内齿轮;粘贴研磨布 的上工作台与下工作台;研磨料供给机构;在上述晶片保持孔内保持 晶片, 一边供给研磨料, 一边使多个载体板在上述上、下工作台间自 转及公转,可同时研磨晶片上、下表面,其特征为:用圆连结上述上 工作台的负载支点时构成圆直径的上工作台负载支点的PCD、与用 圆连结上述多个载体板中心时构成圆直径的载体板中心的PCD — 致。
4、 如权利要求1至3中任一项记载的晶片的两面研磨装置,其 中,使用圆连结上述下工作台的负载支点时构成圆直径的下工作台负 载支点的PCD、与上述上工作台负载支点的PCD—致。
5、 一种晶片的两面研磨方法,将晶片保持在形成有保持晶片的 晶片保持孔的载体板上, 一边供给研磨料, 一边使上述载体板在粘贴 有研磨布的上工作台及下工作台之间运动,同时研磨上述晶片上、下 表面,其特征为:使用圆连结上述上工作台的负载支点时构成圆直径 的上工作台负载支点的PCD、与用圆连结保持在上述载体板的晶片 的中心时构成圆的直径的晶片中心的PCD —致。
6、 如权利要求5记载的晶片的两面研磨方法,其中,上述载体 板的运动为不伴随载体板的自转的圆形运动。
7、 如权利要求5记载的晶片的两面研磨方法,其中,使用圆连 结上述下工作台的负载支点时构成圆直径的下工作台负载支点的 PCD、与上述上工作台负载支点的PCD—致。
8、 如权利要求6记载的晶片的两面研磨方法,其中,使用圆连 结上述下工作台的负载支点时构成圆直径的下工作台负载支点的 PCD、与上述上工作台负载支点的PCD—致。
9、 一种晶片的两面研磨方法,在形成保持晶片的保持孔的多个 载体板上保持晶片, 一边供给研磨料, 一边在粘贴研磨布的上工作台 及下工作台之间,使上述多个载体板通过太阳齿轮与内齿轮自转及公 转,同时研磨上述晶片上、下表面,其特征为:使用圆连结上述上工 作台的负载支点时构成圆直径的上工作台负载支点的PCD、与用圆 连结上述多个载体板的中心时构成圆直径的载体板中心的PCD — 致。
10、 如权利要求9记载的晶片的两面研磨方法,其中,使用圆连结上述下工作台的负载支点时构成圆直径的下工作台负载支点的 PCD、与上述上工作台负载支点的PCD—致。
11、 如权利要求5至10中任一项记载的晶片的两面研磨方法, 其中,在研磨上述晶片时, 一边控制研磨条件一边进行晶片的研磨。
12、 如权利要求11项记载的晶片的两面研磨方法,其中,控制 上述上工作台及/或下工作台的温度,来进行上述研磨条件的控制。
13、 一种晶片的两面研磨装置,至少具备:有晶片保持孔的载 体板;粘贴研磨布的上工作台及下工作台;研磨料供给机构;在上述 晶片保持孔内保持晶片, 一边供给研磨料, 一-边在上述上、下工作台 间使载体板运动,同时研磨晶片上、下表面,其特征为:上述上工作 台的负载支点部具有形状调节机构。
14、 如权利要求13记载的晶片的两面研磨装置,其中,上述载 体板的运动为不伴随载体板自转的圆形运动。
15、 如权利要求13记载的晶片的两面研磨装置,其中,用圆连 结上述上工作台的负载支点时构成圆直径的上工作台负载支点的 PCD、与用圆连结上述载体板的各保持孔中心时构成圆直径的载体板 的保持孔中心的PCD—致。
16、 如权利要求14记载的晶片的两面研磨装置,其中,用圆连 结上述上工作台的负载支点时构成圆直径的上工作台负载支点的 PCD、与用圆连结上述载体板的各保持孔中心时构成圆直径的载体板 的保持孔中心的PCD —致。
17、 一种晶片的两面研磨装置,至少具备:有晶片保持孔的多 个载体板;使该载体板自转及公转用的太阳齿轮与内齿轮;粘贴研磨 布的上工作台与下工作台及研磨料供给机构;在上述晶片保持孔内保 持晶片, 一边供给研磨料, 一边使多个载体板在上述上、下工作台间 自转及公转,同时研磨晶片上、下表面,其特征为:上述上工作台的 负载支点部上具有形状调节机构。
18、 如权利要求17记载的晶片的两面研磨装置,其中,用圆连 结上述上工作台的负载支点时构成圆直径的上工作台负载支点的 PCD、与用圆连结上述多个载体板中心时构成圆直径的载体板中心的 PCD —致。
19、 如权利要求13项至第18项中任一项记载的晶片的两面研 磨装置,其中,上述形状调节机构为测微器。
20、 如权利要求13项至第18项中任一项记载的晶片的两面研 磨装置,其中,上述工作台的材质为不锈钢。
21、 如权利要求19项记载的晶片的两面研磨装置,其中,上述工作台的材质为不锈钢。
22、 一种晶片的两面研磨方法,在载体板所形成的晶片保持孔 内保持晶片, 一边供给研磨料,使上述载体板在粘贴有研磨布的上工 作台及下工作台之间运动,同时研磨上述晶片上、下表面,其特征为: 调节上述研磨料的供给量,持续控制工作台形状,来进行研磨。
23、 如权利要求22项记载的晶片的两面研磨方法,其中,上述 载体板的运动为不伴随载体板的自转的圆形转动。
24、 如权利要求22项记载的晶片的两面研磨方法,其中,上述 研磨料供给量的调节对应上述研磨的使用时间进行。
25、 如权利要求23项记载的晶片的两面研磨方法,其中,上述 研磨料供给量的调节对应上述研磨的使用时间进行。
26、 一种晶片的两面研磨方法,在形成有保持晶片的保持孔的 多个载体板上保持晶片, 一边供给研磨料, 一边使上述多个载体板在 粘贴有研磨布的上工作台及下工作台之间通过太阳齿轮与内齿轮使 上述多个载体板自转及公转,同时研磨上述晶片上、下表面,其特征 为:调节上述研磨料的供给量,持续控制工作台形状,来进行研磨。
27、 如权利要求26项记载的晶片的两面研磨方法,其中,上述研磨料供给量的调节对应上述研磨的使用时间进行。
28、 一种晶片的两面研磨方法,在载体板所形成的晶片保持孔 内保持晶片, 一边供给研磨料, 一边使上述载体板在粘贴有研磨布的 上工作台及下工作台之间运动,同时研磨上述晶片上、下表面,其特 征为:在上工作台的负载支点部设置形状调节机构,调节该形状调节 机构,持续控制工作台形状来进行研磨。
29、 如权利要求28项记载的晶片的两面研磨方法,其中,上述 载体板的运动为不伴随载体板自转的圆形运动。
30、 如权利要求28项记载的晶片的两面研磨方法,其中调节上述供给的研磨料供给量,持续控制工作台形状来进行研磨。
31、 如权利要求29项记载的晶片的两面研磨方法,其中是调节 上述供给的研磨料供给量,持续控制工作台形状来进行研磨。
32、 一种晶片的两面研磨方法,将晶片保持在形成有保持晶片 的保持孔的多个载体板上, 一边供给研磨料, 一边在粘贴有研磨布的 上工作台及下工作台之间使多个载体板利用太阳齿轮与内齿轮自转 及公转,同时研磨上述晶片上、下表面,其特征为:在上述上工作台 的负载支点部设置形状调节机构,调节该形状调节机构,控制工作台 形状进行研磨。
33、 如权利要求32项记载的晶片的两面研磨方法,其中是调节 上述供给的研磨料供给量,持续控制工作台形状来进行研磨。
34、 如权利要求22至33中任一项记载的晶片的两面研磨方法, 其中,使用圆连结上述上工作台的负载支点时构成圆直径的上工作台 负载支点的PCD,及用圆连结保持在上述载体板的晶片中心时构成 圆直径的晶片中心的PCD或用圆连结上述多个载体板的中心时构成 圆直径的载体板中心的PCD--致,进行研磨。
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