CN1096108C - 硅片的制造装置 - Google Patents

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Abstract

在本发明中，把切片后的硅片插入托盘14的圆孔15中，把硅片夹持在上磨具13与下磨具12之间，并分别使上磨具13及下磨具12以规定速度转动。由此而同时对硅片两面进行磨削。此时上磨具13以规定荷重压在硅片上，同时下降例如100μm。向上磨具13的开口部13B供给磨削液，把硅片温度控制为一定值。所供给的磨削液在上、下磨具13、12离心力作用下通过各磨具13、12磨削面的槽而不断地供给到硅片两面的整个范围中。

Description

硅片的制造装置
技术领域
本发明是关于制造高集成度器件的大直径硅片的制造装置，特别是，对硅片的表里两面同时进行磨削的制造技术。
背景技术
在硅片的制造方法中，是先用不锈钢制的内周刃对圆柱形单晶硅棒进行切割而得到硅晶片，再在研磨机上用自由磨粒研磨其两表面，以除去切片工艺中所产生的凹凸不平与损伤并提高其平行度的。这种硅片要用腐蚀法除去研磨加工时形成的损伤层(加工变质层)，再用化学机械抛光法进行镜面加工。
然而，要除去因研磨加工而产生的表面损伤层，作为用腐蚀法的蚀刻加工余量(留量)会增大到例如20μm的程度，因此必须有30μm以上的加工余量。其结果是使腐蚀面的凹凸(平面度)也增大到例如1μm的程度。进而，腐蚀后的研磨量也变成例如10μm以上，使得平面度变坏(例如，像图13中所示的为TTV(Totalthickness variation)2.81μm的程度)。
近年来，硅片直径150mm与200mm者已经普及，还在继续开发300mm的硅片，而且正在使器件高集成化，例如在2001年开始实际使用的1G位的DRAM中其线宽尺度与焦点深度分别为0.18μm与0.7μm。为此所要求的平面度必须达到SFQD(Site，Front surface-reference，site least squares，deviation)的26×32mm面积上为0.12μm的平面度(参见“THE NATIONAL TECHNOLOGY ROADMAP FORSEMICONDUCTORS”，1994年，SEMICONDUCTOR INDUSTRY ASSOCIATION出版；第113页)，而且，晶片直径越大，即使一点点曲率也会使其翘曲量变大而成为严重的问题。即，凹凸翘曲不仅在硅片的制造阶段产生，在器件加工的成膜、乾腐蚀、热处理时也会发生。于是，若使用翘曲小的硅片，在各阶段中的翘曲就能为特定值。即，在把例如外径300mm硅片置于平盘上测定其翘曲时，由于硅片在自重下变形外观上的翘曲降到一半以下，只能作为翘曲小的硅片的制造方法进行管理。
为了使平面度更加提高，考虑取代对切片加工后的晶片表面的研磨加工，而使用损伤在3μm以下的磨削加工，进而，切片后的厚度对于150mm直径的硅片薄700μm，对200mm硅片为800μm，300mm硅片则薄900μm。
可是，迄今所使用的磨床具有圆环状磨削刃，并如图14中所示地，只对安置固定在真空吸盘31上的硅片32进行单面(图中的上面)进行磨削。
即，如图14A所示，把硅片32置于真空吸盘31上；在对此硅片32进行单面磨削时，如图14B中所示，当用真空吸盘31将硅片32下面真空吸附后由于如上所述硅片32极薄，就被吸到了真空吸盘31一边，使上述的下面变成了平坦表面。点划线33表示磨削面，于是就如图14C所示，磨削后释放了真空吸盘31的真空吸附，硅片32的吸附面(下面)就恢复原来的形状而使磨削面反面成为凸状。即，进行真空吸附的切割面成了被复制的反面。进而，在把磨削面真空吸附而磨削其反面时，其凹部在释放真空吸附之后被复制成了凸部，就把切片的形状残存在硅片的表里面上。因此，磨削后还必须作轻度研磨加工(参见本申请人的申请特开平6-104229号公报)，就不能充分取得由磨削而减小损伤层的效果。
为此，在本申请人申请的特开昭62-964000公报中公开了在对刚性大的坯料端面进行磨削加工后，进行切割加工把硅片进行切片，再真空吸附其磨削面而磨削其切割加工面的方法，使用这种方法可以制出平行度好而且凹凸度小的硅片。
此外，对于外径200mm的大口径坯料用内周刃进行切割加工时，其内周刃的刃厚为0.38μm，而由于没有对外径300mm的大直径坯料进行切割用的大直径不锈钢板，故不能进行内周刃切割加工。因此，实际上要使用线锯。线锯的线径为0.18μm，能使锯缝损耗(切断加工余量)小，成品率提高。然而，线锯的切断面由于线的振动会产生比内周刃的切割面大的凹凸，而且由于在切割中需要线锯反向送进而造成台阶。另外，在切割中线径会因磨损而变细，故会如图15中所示地使硅片34的最终切割部分变厚，从而在硅片34的两个面34a与34b上形成锥度。因而，在将线锯面真空吸附而进行磨削加工时，轴向结晶面会对指定角度偏斜0.02°～0.05°左右。
为了制造1G位以上的高集成器件，对硅片的里面进行研磨，提高了里面基准的平面度，还由此而使得粒子的发生在1/10以下。为此，在上述特开平6-104229号公报中公开了进行里面半抛光或两面同时研磨的技术。
考虑到上述的只单面进行磨削时有以下的不妥之处。即，在硅片的两面上残留有切割面复制痕迹，不能转换成研磨加工。另外，由于其后的腐蚀与化学机械研磨的加工余量变大，难于获得所要求的平面度。而且，难以做到使两面的加工度一致，又易于发生翘曲。
特开平4-307935号中公开了一种双面磨削技术，但没有介绍任何有关供应磨削液的具体结构。
发明内容
本发明的目的是提供一种取代研磨加工的两面磨削装置，使之能制出特别是在制造1G位以上的高集成器件时合乎要求的高平面度硅片。其目的还在于提供一种能减小腐蚀加工余量，减低研磨量的两面磨削装置。进而，本发明的目的还在于提供一种防止硅片裂纹的两面磨削装置。
于是，本发明提供一种硅片制造装置，一种硅片制造装置，它设有在把硅片夹持在板状上磨具与下磨具之间的状态下同时磨削硅片表里面的两面磨削装置，以及控制在进行磨削时硅片表里面温度的温度控制装置，上述温度控制装置是在两面磨削装置中通过对磨削中的硅片表里面的整个范围供给磨削液而控制其温度的，其特征在于，上述温度控制装置是包括上述上磨具与上述下磨具的各内周面构成的液腔，在上述上磨具与上述下磨具上分别形成的供应磨削液至上述上磨具和上述下磨具的每一上述磨削面用的多个磨削液通道，以及向上述液腔与上述磨削液通道供应磨削液的磨削液供给装置构成的。
另外，本发明的上述两面磨削装置的结构包括：上磨具与下磨具，它们相互平行地水平配置，以相对表面作为磨削面，并对在上述磨削面上的上述硅片的表里面分别进行磨削。
相对运动装置，用于使上述上磨具及上述硅片在水平面内作相对运动，并且上述下磨具及上述硅片在水平面内作相对运动，和
使上述上磨具对安置在上述下磨具上的硅片进行按压的施压装置。
本发明中，上述硅片保持在设有外周齿的托盘上，并在上述上、下磨具的各自中央部位上设置开口部。
上述相对运动装置的结构包括：
中心齿轮，它设在上述开口部内与上述托盘的外周齿啮合，
环状内齿圈，它设在上述上磨具及下磨具的外面并与上述托盘的外周齿啮合，使上述托盘在绕上述中心齿轮回转时作公转与自转，
使上述中心齿轮及上述环状内齿圈转动的驱动机构。
此外，本发明还设置夹持住上述托盘的在上述中心齿轮侧的端部的上下面的上、下一对间隔件。
下面，说明本发明的作用。
由于不进行研磨，与研磨加工后的硅片相比可以得到高平面度的硅片。结果，与研磨硅片相比，本硅片的腐蚀加工余量减小。此时的腐蚀面的凹凸也比进行研磨时的小。进而使以后工序的研磨中，只要很小的研磨量即可。
若再把本发明与只进行单面磨削的情况相比，在其硅片表面上不残留复制切割面而形成的凹凸。于是，磨削后的硅片不必研磨就能进行腐蚀。此外，因研磨加工而产生的损伤只剩下其1/10左右，使腐蚀加工余量变小，可显著地防止因腐蚀工艺而造成的平面度下降，
由于以两面磨削为特征，故无须把用作加工弹性体的硅片时的基准面置于材料(硅片)一侧。其磨削基准面是由在装置侧的磨削面(定盘面)的活动假想面(实际作用面)构成的。然而，是因材料的刚性而变化的。现在以硅片表面形状为正弦曲线表面的模式来研究各种精加工工艺。
如图8A所示，切割出的硅片30的表面分别有凹凸，此凹凸如图8B及8C中所示，是由“厚度成分”与“纹波成分”构成的。而且，纹波成分为晶片表里面的中间线。
对图8D的硅片30进行单面加工使其厚度一致(参见图8E)后，则如图8F所示，就会形成相似于非加工侧的凹凸面的表面(在此称之为里面复制)。
此外，在对硅片两面加压，并在两面上同时加工后(参见图8G)，厚的部分的两面被加工(参见图8H)，厚度成分的凹凸虽被除去，但在其反面，由于硅片是弹性体，故在加工后加工压力释放后，就会有如图8I中所示的仍然残存有纹波成分的危险。
如上所述，使用本发明的硅片制造方法，由于是两面进行磨削的，故能够制造出高平行度、高平面度的硅片来。而且，在进行加工时能防止上、下磨具温度上升，做到在整个硅片领域内磨削量一致，使整个硅片平坦地形成并且不产生翘曲。这样，在两面磨削后，通过腐蚀而除去磨削损伤并进行单面镜面研磨，就能制造出单面研磨的硅片来。另外，通过在两面磨削后的晶片表里两面同时进行两面研磨，就能够制成两面研磨的硅片。
进而，由于两面磨削后的硅片的损伤层小，使用加工速度慢的化学机械研磨也能除去损伤层，通过里面半抛光或者表里两面同时进行研磨，就能除去磨削损伤并且能经济地制出两面研磨的硅片来。
附图说明
图1是本发明一实施例的两面磨削装置的整体结构图，其中示出了上侧磨具处于上升位置的状态。
图2是本发明一实施例的两面磨削装置的整体结构图，其中示出上侧磨具处于下降位置状态。
图3是本发明一实施例的两面磨削装置的主要部分立体图。
图4是本发明一实施例的两面磨削装置的主要部分平面图。
图5是本发明一实施例的两面磨削装置的主要部分纵断面图。
图6是上侧磨具平面。
图7是下侧磨具平面图。
图8A～8I是说明硅片的平面度提高的说明图。
图9A与图9B分别是说明现有技术与本发明的制造工序的流程图。
图10是表示本发明一实施例两面磨削结果的曲线图。
图11是表示本发明一实施例两面磨削结果的曲线图。
图12是表示本发明一实施例两面磨削结果的表面状态的模式图。
图13是表示过去的硅片表面状态的与图5同样的模式图。
图14A、14B与14C是表示将硅片真空吸附后对其进行单面磨削时的表面状态的模式图。
图15是成锥形的硅片略图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的一实施例。
图1是本发明一实施例的两面磨削装置的整体结构图，其上侧磨具处于退让状态的上升位置，图2是本发明一实施例的两面磨削装置的整体结构图，表示其上侧磨具处于下降的磨削状态，图3是表示本发明一实施例的两面磨削装置主要部分的立体图，图4是表示本发明一实施例的两面磨削装置主要部分的平面图，图5是表示本发明一实施例两面磨削装置主要部分的平面图。
此两面磨削装置是把保持在托盘(托盘装置)14上的硅片1的表里两面分别用圆板状的上侧磨具(上定盘)13与下侧磨具(下定盘)12同时进行磨削。驱动上磨具13上下移动并绕轴线转动，另一方面则驱动下磨具12使之绕其轴线转动。
装置本体3上通过轴承16支持着铅直方向延伸的下盘驱动轴5，使其可自由转动，此下盘驱动轴5的直径较小的下端部5a成为同轴一体地安装图中未示的皮带轮的皮带轮安装部。通过皮带(图中未示出)把图中未示的驱动电动机的转动上传给上述皮带轮，就能使下盘驱动轴5绕其轴线转动。上端有中心齿轮12A的中心齿轮驱动轴4可自由回转地支持在上述下盘驱动轴5上。中心齿轮驱动轴4沿铅直方向延伸，其下端部成为同轴一体地安装图中未示的皮带轮的皮带轮安装部，通过皮带(未示出)把图中未示的驱动电动机的转动传给该皮带轮，从而使中心齿轮驱动轴4绕其轴线转动。
另外，具有齿轮26的驱动轴25可自由转动地支持在装置本体3上，通过齿轮26使后述的环状内齿轮(内齿圈)17转动，通过图中未示的驱动电动机使驱动轴25绕其自身轴线转动。进而，由此驱动电动机与使中心齿轮驱动轴4转动的驱动电动机等构成了驱动机构。圆盘状支座(下盘)11通过圆盘状间隔件24固定在上述下盘驱动轴5上，下述的圆盘状下磨具12水平地固定在此支座11上。
另外，附图标记2表示上盘，上盘2成水平状态地支持在固定于上述装置本体3上的驱动装置(例如油缸)9的杆9a上。圆板状上磨具13通过连接件7及上磨具间隔件6成水平状态地安装在该上盘2的下面。与上磨具13成一体的圆盘状上磨具间隔件6相对于上盘2可自由转动地被支承，且在上磨具间隔件6的外周上形成外周齿6a。若使上述油缸9的活塞杆9a收进，就能使上磨具13上升(图1的状态)，若使活塞杆9a伸出则使上磨具13下降，就能与下磨具12一起对硅片1加压(图2的状态)。这样，借助于施压装置(在本例中是使用油缸9的升降装置)就把上磨具13设置成可上下移动的状态。进而，还可以采用例如由齿条，小齿轮等构成的滑动机构来取代用油缸9构成的升降装置。
驱动电动机8固定在上盘2上，齿轮10同轴一体地固定在驱动电动机8的转轴(输出轴)8a上。此齿轮10与上述上磨具间隔件6的外周齿6a啮合。借此，通过上磨具间隔件6而把驱动电动机8的转动传到上磨具13上，从而使上磨具13绕其轴线转动。
在上述中心齿轮12A与环状内齿圈17之间配置多个(本例中为3个)圆板状的托盘14，托盘外周上形成的外周齿分别与中心齿轮12A及环状内齿圈17的内周齿啮合，即，上述托盘14相对于中心轮12A及环状内齿圈17是作为行星齿轮而运动的。各托盘14上分别设置可容纳1片硅片1的收容孔15。这些硅片1装在各自的上述托盘14的收容孔15中，并以其下表面分别在下磨具12可滑动地设置。而且，使托盘14的厚度比硅片1的厚度要小。此外，这些硅片1的上表面也成为与上磨具13相互可自由滑动的状态。上磨具13的中央部有开口部13B，下磨具12上也有与上述开口部13B同样的开口部12B，上下磨具13、12的外径与内径彼此大致相等，是球墨铸铁制成的薄壁圆板。
如上所述地，把硅片1安装并保持在这些上磨具13与下磨具12之间，并同时对其表里两面进行磨削。即，硅片1是保持在有外周齿的托盘14上的，而在托盘14上形成能插入硅片1的收容孔(圆孔)15。而托盘14的外周齿在与中心齿轮12啮合的同时，还啮合在环状内齿圈17的内周齿上。环状内齿圈17比下磨具12的外径大，配置成包围着下磨具12的状态。进而，虽然在本例中是设置3个各保持一个硅片1的托盘14，并同时对3个硅片1进行两面磨削的，但是并不局限于此。此外，在上磨具13的磨削面(下面)与下磨具12的磨削面(上面)上，各形成多条径向及周向延伸的放射槽及圆周槽。
下面，对上述两面磨削装置的主要部分的详细结构加以说明。
如图1～图5所示，附图标记12是载置作为被磨削物的硅片1的下磨具。此下磨具12为中央形成圆形开口部(中心孔)12B的圆盘体，载置固定于上述支座11之上，附图标记21a是安装在下盘驱动轴5上的间隔支持件，此间隔体支持件21a插套在上述中心齿轮驱动轴4上。而且，此间隔体支持件21a不与下盘驱动轴5一同转动。
附图标记12C表示安置在上述间隔体支持件21上的下间隔体，各托盘14的在中心齿轮12A侧的端部就安置在此下间隔体12C之上，而与其大体同形状的上间隔体13A则安置在此下间隔体12C的上面，并靠上间隔体13A的自重把上述托盘14的中心齿轮12A侧的端部夹持在它与下间隔体12C之间而构成的。各间隔体12C、13A可自由转动地嵌插在中心齿轮12A上。借助于上述结构，各托盘14在从上磨具13的开口部13B上方供入的后述的磨削液(参见图2及图5的粗线箭头)的压力作用下就不会产生弯曲。上间隔体13A的重量应为不致妨碍各托盘14的后面所述的行星轨道运动的大小。
上磨具13可以如上所述地上下自由运动地设置，并能以规定的荷重把上述托盘14上所保持的硅片1压接在下磨具12上。此外，从上磨具13的上方向其开口部13B，如图2中箭头所示地供给磨削液(例如纯水)，并设置喷嘴等磨削液供给装置(图中未示)。
上述上磨具间隔件6、上磨具13、下磨具12、支座11及间隔件24的各内周面与下盘驱动轴5的上面、间隔体支持件21a及上下各间隔体13A、12C的外周面所围成的空间则成为规定容积的液腔(空间)W。
下面就上磨具间隔件6及上、下磨具13、12的详细结构，以磨削液通道为重点加以说明。
首先，如图1所示，在上磨具间隔件6上形成上下方向贯通的多个(图中只示出2个)贯通孔18，它们在上述上磨具间隔件16的周向有规则地布置(在本例中为等间隔)。
如图1与图6中所示，在上磨具13上面内周侧形成环状槽19。此环状槽19的形成位置与上述上磨具间隔件6贯通孔18的位置重叠。此外，还在上磨具13的上面分别形成一端与上述环状槽19相通，并成放射状地延伸到上磨具13外径方向大致中间部位的多个(本例中为8条)放射槽20。放射槽20的另一端分别与上下方向贯通上磨具13的贯通孔21连通。
另外，如图1及图7中所示，在下磨具12的下面形成从其内壁放射状延伸的多个放射槽23。各放射槽23从下磨具12内周部延伸到径向的大约中间部位，各放射槽23的一端分别与上下贯通下磨具12的多个贯通孔22连通。
在图2及5中，以粗箭头示出磨削液的流动状态。即，从上磨具13的上方供至上述液腔W的磨削液，从上、下磨具13、12间的硅片1的外周侧供至其上下面，在上、下磨具13、12的水平面内转动时产生的离心力作用下，此磨削液被供向上、下磨具13、12的外周侧。因此，将磨削液供给到硅片1上下面全域上。
另外，磨削液也供应到上磨具间隔件6的多个贯通孔18中，所供的磨削液流过上磨具13的环状槽19、放射槽20及贯通孔21而供应到硅片1上面的大约中央部位上。进而，供应到上述液腔W中的磨削液则通过下磨具12的放射槽23及贯通孔22而供至硅片1下面的大体中央的部位上。借此，就能可靠地控制整个硅片1的温度。
这样，为了使用该两面磨削装置对硅片的表里两面进行磨削而把切割后的硅片1插入托盘14的收容孔15中，在上磨具13与下磨具12之间夹住硅片1，分别以规定速度使上磨具13与下磨具12在水平面内转动。此时，上磨具13在规定荷重下压在硅片1上，同时只下降规定的量值(例如，100μm)。在此时，从上磨具13上不断地供给磨削液，使硅片1的温度控制保持在一定值(例如，25℃)上。磨削液从液腔W经各磨削面的槽(放射槽与圆周槽)而不断地供至硅片1的中心部。于是，就把硅片中心部的温度也保持在一定值上。从上述说明可知，温度控制装置是由上述磨削液供给装置(喷嘴等)与上述磨削液通道及液腔W构成的。
详细地进行说明则是，首先，把硅片1分别装入各托盘14的收容孔15中，将其安置在下磨具12上，从上面压下上磨具13使其与各硅片1的上面相接。然后，如上所述，把磨削液供给到硅片1的上下表面上，同时使中心齿轮12A及环状内齿圈17分别在图4中箭头方向上转动，则各托盘14就会在图4中箭头方向上各自转动。借此，硅片1在水平面内描画出行星轮道，同时它们的下表面被下磨具12的上面(磨削面)摩擦而在下磨具12上进行磨削。进而，通过使上磨具13在下磨具12的反方向上转动，用上磨具13的下面(磨削面)摩擦硅片1的上表面而进行磨削。
通过上述的说明可以明了，相对运动装置是由中心齿轮12A、中心齿轮驱动轴4、环状内齿圈17及驱动电动机8等构成的。而此相对运动装置与上磨具13及下磨具12等则构成了两面磨削装置。
图9A及9B分别是说明现有技术制造工序与本发明工序的流程图。
过去，在制造硅片时，首先，把单晶硅坯料切割(步骤S1)，再把切成的硅片磨边(步骤S2)，再把这样得到的多个硅片按厚度参差之大小进行分类(分选成组，步骤S3)，进行这种分组的理由是其厚度越整齐一致，越能缩短后述的加工时间，对于以其厚度分选出来的每批厚度一致的硅片同时进行研磨(步骤S4)、然后洗净(步骤S5)。这种洗净是为了从硅片上除去研磨剂与在研磨时球墨铸铁制的上下磨具磨损产生的大量铁及铁离子而进行的强力清洗。然后，用强碱界面活性剂洗净硅片(步骤S6)、再通过部分腐蚀(Chemical Comer Rounding)除去由上述的磨边而产生的损伤，再在洗净后进行腐蚀。
与其相对地，在本发明中则如图9B中所示地，在例如用线锯进行切片(步骤S10)及磨边后(步骤S11)，不进行上述的分选成组，而是同时地进行两面磨削(步骤S12)。不必进行分选成组是由于两面同时磨削能同时对硅片的两面进行磨削可在短时间内达到两面的平行度。
由于不用研磨剂，故如上所述研磨后立即进行清洗也就不必要了。在洗净后(步骤S13)进行CCR与洗净。再对硅片的里面用半抛光法或对两面同时进行化学机械法研磨而除去磨削损伤层。这种两面同时化学机械研磨是用分别有砂布的上下一对定盘实现的，而不用如上所述的两面同时磨削装置的上磨具与下磨具。不使用过去的研磨加工与腐蚀工序，而是用里面半抛光或两面同时研磨，能够高精度地加工硅片。
进而，并不限于上述的不经过腐蚀工序的制造方法，也可以使洗净(步骤S13)以后的工序使用与过去相同的工序。
图10表示上磨具13的降下速度(上磨具的下降量/加工时间)与该时刻负荷的关系。此时，下磨具12、上磨具13的转速分别为，例如77转/分、51转/分。负荷小(例如120+30kgf＝○)时，花费进行规定量磨削的时间，负荷中(165+30kgf＝△)、大(210+30kgf＝□)的情况，磨削时间适宜。然而，若比大的情况再加大荷重时，在此转速等条件下硅片上会产生裂纹。
图11是使用相同的装置，使负荷一定(165+30kgf)而变更上磨具13与下磨具12的转速进行两面磨削的结果。下磨具12及上磨具13的转速，○为下磨具12为45转/分，上磨具13为28转/分的情形，而●则为60转/分，38转/分，△为77转/分，51转/分，▲为87转/分，57转/分等情形。从磨削所需时间与裂纹的观点来看，●与△示出了良好的结果。
如以上所述，使用这种实施例的两面磨削与研磨加工后的硅片比较，可以获得高平面度的硅片。如图12所示，例如能使TTV为0.66μm(静电容量型表面平面度测定器＝用ADE的测定值)。其结果，与研磨晶片相比减小了腐蚀加工余量，例如可以达到2μm。而且，这种场合的腐蚀面的凹凸，与进行研磨加工场合相比能变小，例如可以是0.1μm。进而，后续工序的研磨只要2μm左右的极小研磨量就可以了，能很容易地使SFQD达到0.1μm的程度。
在把本发明与单面磨削的场合比较时，可见其硅片表面上不残存复制在切割面上的凹凸。于是，就可以在磨削后的硅片不进行研磨加工的情况下进行腐蚀。而且，由于损伤量仅为研磨加工的损伤量的1/10，使腐蚀加工余量变小，能明显地防止因腐蚀而产生的平面度变劣。而且，在本实施例中，还可以有能通过磨削液除去磨削面上切屑的效果。
本发明由于有以上说明的结构，能收到下述的效果。
本发明的制造方法，与进行研磨加工场合相比，特别是制造1G位以上的高集成器件时所要求的高平面度硅片，减少腐蚀加工余量，还能减小腐蚀面的凹凸。在研磨工序中，只要很小的研磨量就可以了。也不需要在研磨后进行费事的洗净工作。与仅进行单面磨削相比，不需要进行洗净与研磨加工。
此外，还能防止硅片温度上升而保持温度一致，能在整个领域中保持硅片厚度与残留损伤一致，使整个平面平坦地形成而减小翘曲。
进而，由于两面磨削后的硅片损伤层小，用加工速度慢的化学机械研磨也能除去损伤层，通过里面的半抛光或对表里两面同时进行研磨，能除去磨削损伤层并经济地制出两面研磨的硅片。
本发明的制造装置，能够容易地实现上述的制造方法，而且借助于相对运动装置，通过使上磨具与下磨具转动并使夹持硅片的托盘作行星运动，除了能对硅片的两面进行一致的磨削之外，还能使磨削装置小型化。
另外，借助于温度控制装置，能够从上、下磨具的内周侧，并从上、下磨具的磨削面分别向硅片的端面侧以及中央部供磨削液，而且磨削液在上磨具及下磨具的离心力的作用下供应到硅片上下面的整个领域上，由此而能对硅片里表面的整个温度可靠地进行控制、具有使两面残留损伤一致翘曲变小的优点。
进而，由于用上下间隔件夹持住托盘的在中心齿轮侧的端部，故能防止因磨削液压力而造成的托盘翘曲。

Claims (4)

1.一种硅片制造装置，它设有在把硅片夹持在板状上磨具与下磨具之间的状态下同时磨削硅片表里面的两面磨削装置，以及控制在进行磨削时硅片表里面温度的温度控制装置，上述温度控制装置是在两面磨削装置中通过对磨削中的硅片表里面的整个范围供给磨削液而控制其温度的，其特征在于，上述温度控制装置是包括上述上磨具与上述下磨具的各内周面构成的液腔(W)，在上述上磨具与上述下磨具上分别形成的供应磨削液至上述上磨具和上述下磨具的每一上述磨削面用的多个磨削液通道(20，21，22，23)，以及向上述液腔与上述磨削液通道供应磨削液的磨削液供给装置构成的。
2.如权利要求1所述的硅片制造装置，其特征在于，上述两面磨削装置的构成包括：上磨具与下磨具，它们相互平行地水平配置，以相对的表面作为磨削面，并对在上述磨削面上的上述硅片的表里面分别进行磨削，
相对运动装置，用于使上述上磨具及上述硅片在水平面内作相对运动，并且上述下磨具及上述硅片在水平面内作相对运动，以及
使上述上磨具对安置在上述下磨具上的硅片进行按压的施压装置。
3.如权利要求1所述的硅片制造装置，其特征在于，
上述硅片被保持在设有外周齿的托盘上，而在上述上磨具及上述下磨具的各自的中央部位上设置开口部，
上述相对运动装置的构成包括，
中心齿轮，它设在上述开口部内与上述托盘的外周齿成啮合状态，
环状内周齿轮，它设置在上述上磨具及上述下磨具的外面并与上述托盘上的外周齿啮合，并使上述托盘在绕上述中心齿轮回转的情况下实现公转及自转，以及
使上述中心齿轮及上述环状内齿轮转动的驱动机构。
4.如权利要求3所述的硅片制造装置，其特征在于，还设置夹持住上述托盘的在上述中心齿轮侧的端部的上下面的上下一对间隔体。
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TW (1) TW303488B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1301184C (zh) * 2003-12-16 2007-02-21 汪开庆 加工半导体用兰宝石晶体基片的光学研磨机及其加工方法
CN102026774A (zh) * 2008-05-22 2011-04-20 信越半导体股份有限公司 两头磨削装置及芯片的制造方法

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3620554B2 (ja) * 1996-03-25 2005-02-16 信越半導体株式会社 半導体ウェーハ製造方法
JP2002346918A (ja) * 2001-05-29 2002-12-04 Speedfam Co Ltd 両面研磨装置
DE10132504C1 (de) 2001-07-05 2002-10-10 Wacker Siltronic Halbleitermat Verfahren zur beidseitigen Material abtragenden Bearbeitung von Halbleiterscheiben und seine Verwendung
DE10142400B4 (de) * 2001-08-30 2009-09-03 Siltronic Ag Halbleiterscheibe mit verbesserter lokaler Ebenheit und Verfahren zu deren Herstellung
FR2850966B1 (fr) 2003-02-10 2005-03-18 Rhodia Polyamide Intermediates Procede de fabrication de composes dinitriles
FR2854891B1 (fr) 2003-05-12 2006-07-07 Rhodia Polyamide Intermediates Procede de preparation de dinitriles
EP1948591A1 (en) 2005-10-18 2008-07-30 INVISTA Technologies S.à.r.l. Process of making 3-aminopentanenitrile
BRPI0709313A2 (pt) 2006-03-17 2011-07-05 Invista Tech Sarl método de separação e método para a preparação de triorganofosfitos
DE102006062872B4 (de) * 2006-07-13 2012-06-14 Peter Wolters Gmbh Verfahren zum gleichzeitigen beidseitigen Schleifen mehrerer Halbleiterscheiben
DE102006062871B4 (de) * 2006-07-13 2012-06-21 Peter Wolters Gmbh Verfahren zum gleichzeitigen beidseitigen Schleifen mehrerer Halbleiterscheiben
US7919646B2 (en) 2006-07-14 2011-04-05 Invista North America S.A R.L. Hydrocyanation of 2-pentenenitrile
DE102007056628B4 (de) * 2007-03-19 2019-03-14 Siltronic Ag Verfahren und Vorrichtung zum gleichzeitigen Schleifen mehrerer Halbleiterscheiben
CN101687658B (zh) 2007-05-14 2013-07-24 因温斯特技术公司 高效反应器和方法
WO2008157218A1 (en) 2007-06-13 2008-12-24 Invista Technologies S.A.R.L. Process for improving adiponitrile quality
EP2229353B1 (en) 2008-01-15 2018-01-03 INVISTA Textiles (U.K.) Limited Hydrocyanation of pentenenitriles
CN101910119B (zh) 2008-01-15 2013-05-29 因温斯特技术公司 用于制备和精制3-戊烯腈，和用于精制2-甲基-3-丁烯腈的方法
JP5600867B2 (ja) * 2008-06-16 2014-10-08 株式会社Ｓｕｍｃｏ 半導体ウェーハの製造方法
JP2009302409A (ja) * 2008-06-16 2009-12-24 Sumco Corp 半導体ウェーハの製造方法
JP5619753B2 (ja) 2008-10-14 2014-11-05 インヴィスタテクノロジーズ エスアエルエル ２−第二級−アルキル−４，５−ジ−（直鎖−アルキル）フェノール類を製造する方法
DE102009025242B4 (de) * 2009-06-17 2013-05-23 Siltronic Ag Verfahren zum beidseitigen chemischen Schleifen einer Halbleiterscheibe
CN102471218B (zh) 2009-08-07 2014-11-05 因温斯特技术公司 用于形成二酯的氢化并酯化
CN101708593B (zh) * 2009-12-08 2013-01-09 中国电子科技集团公司第四十五研究所 化学机械抛光心轴传动装置
CN101875181B (zh) * 2010-05-31 2012-02-22 青岛理工大学 脆硬材料磨削机床
CN101972983B (zh) * 2010-08-11 2013-01-09 中国电子科技集团公司第四十五研究所 化学机械抛光心轴装置
CN102172885B (zh) * 2011-01-31 2013-05-15 北京通美晶体技术有限公司 衬底的抛光装置及其抛光的衬底
CN102179734A (zh) * 2011-03-14 2011-09-14 刘晓明 超硬刀片钝化抛光机
CN102229093B (zh) * 2011-07-01 2013-09-18 中国电子科技集团公司第四十五研究所 一种应用在晶片抛光设备上的升降加压机构
DE102011089570A1 (de) 2011-12-22 2013-06-27 Siltronic Ag Führungskäfig zum beidseitigen Schleifen von mindestens einem scheibenförmigen Werkstück zwischen zwei rotierenden Arbeitsscheiben einer Schleifvorrichtung, Verfahren zur Herstellung des Führungskäfigs und Verfahren zum gleichzeitigen beidseitigen Schleifen von scheibenförmigen Werkstücken unter Verwendung des Führungskäfigs
CN103123865B (zh) * 2013-02-26 2015-05-27 宁波韵升股份有限公司 一种磁性产品加工方法及自动分选设备
CN104669105B (zh) * 2013-11-26 2017-12-29 浙江汇锋塑胶科技有限公司 一种蓝宝石触摸面板的两面研磨方法
CN103817572A (zh) * 2014-02-18 2014-05-28 河南机电高等专科学校 一种离合器摩擦钢片修复装置
CN103847032B (zh) * 2014-03-20 2016-01-06 德清晶辉光电科技有限公司 一种大直径超薄石英晶片的生产工艺
JP6707831B2 (ja) * 2015-10-09 2020-06-10 株式会社Sumco 研削装置および研削方法
JP6792363B2 (ja) * 2016-07-22 2020-11-25 株式会社ディスコ 研削装置
CN106425857A (zh) * 2016-11-18 2017-02-22 南京华东电子信息科技股份有限公司 一种新型中小型单片液晶面板抛光固定治具
CN107543837B (zh) * 2017-08-25 2020-02-21 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 一种砂轮精磨后硅片损伤层的检测方法
TWI656233B (zh) * 2017-10-26 2019-04-11 漢民科技股份有限公司 單晶圓處理裝置及其操作方法、傳送方法與準直器
CN108544329A (zh) * 2018-04-09 2018-09-18 中国工程物理研究院材料研究所 一种表面抛磨装置及其应用
WO2020056538A1 (zh) * 2018-09-17 2020-03-26 苏州迈创信息技术有限公司 自动研磨机
CN113752111B (zh) * 2021-09-30 2023-11-21 浙江仲全数控科技有限公司 一种立式双端面磨床
CN113815127B (zh) * 2021-10-20 2023-06-02 山东中恒建设集团有限公司 一种建筑施工用物料周转切割装置
CN115008318A (zh) * 2022-06-16 2022-09-06 南京工业职业技术大学 一种气动加载式双面环抛机

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5113622A (en) * 1989-03-24 1992-05-19 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Apparatus for grinding semiconductor wafer
JPH04307935A (ja) * 1991-04-05 1992-10-30 Fujikoshi Kikai Kogyo Kk ウエハーの両面同時研削方法とその装置
JPH06155450A (ja) * 1992-11-19 1994-06-03 Sumitomo Metal Ind Ltd マルチワイヤソーによる切断方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5840265A (ja) * 1981-08-28 1983-03-09 Toshiba Corp 両面ポリシング装置
JPS5972139A (ja) * 1982-10-18 1984-04-24 Toshiba Corp 薄板材の加工方法
JPS59107854A (ja) * 1982-12-08 1984-06-22 Hitachi Ltd ウエハの両面同時研磨方法
JPS59169758A (ja) * 1983-03-15 1984-09-25 Toshiba Corp ウエハの研磨装置
JPS6384860A (ja) * 1986-09-26 1988-04-15 Hitachi Ltd 表面加工装置
KR900001724B1 (ko) * 1987-09-28 1990-03-19 주식회사 한국삼기 평면연마장치
JPH06103678B2 (ja) * 1987-11-28 1994-12-14 株式会社東芝 半導体基板の加工方法
JP2555000B2 (ja) * 1989-01-18 1996-11-20 鐘紡株式会社 硬脆材料の研磨方法
JP2674665B2 (ja) * 1989-03-24 1997-11-12 住友電気工業株式会社 半導体ウェーハの研削装置
JPH0667070A (ja) * 1992-08-24 1994-03-11 Furukawa Electric Co Ltd:The 半導体レーザモジュール
JP2839801B2 (ja) * 1992-09-18 1998-12-16 三菱マテリアル株式会社 ウェーハの製造方法
US5389579A (en) * 1993-04-05 1995-02-14 Motorola, Inc. Method for single sided polishing of a semiconductor wafer
JP3047670B2 (ja) * 1993-04-08 2000-05-29 トヨタ自動車株式会社 電気自動車用エンジン駆動発電機の制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5113622A (en) * 1989-03-24 1992-05-19 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Apparatus for grinding semiconductor wafer
JPH04307935A (ja) * 1991-04-05 1992-10-30 Fujikoshi Kikai Kogyo Kk ウエハーの両面同時研削方法とその装置
JPH06155450A (ja) * 1992-11-19 1994-06-03 Sumitomo Metal Ind Ltd マルチワイヤソーによる切断方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1301184C (zh) * 2003-12-16 2007-02-21 汪开庆 加工半导体用兰宝石晶体基片的光学研磨机及其加工方法
CN102026774A (zh) * 2008-05-22 2011-04-20 信越半导体股份有限公司 两头磨削装置及芯片的制造方法
CN102026774B (zh) * 2008-05-22 2013-04-17 信越半导体股份有限公司 两头磨削装置及芯片的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1145531A (zh) 1997-03-19
TW303488B (zh) 1997-04-21
DE19626396B4 (de) 2006-12-07
JP3923107B2 (ja) 2007-05-30
KR100457718B1 (ko) 2005-04-06
DE19626396A1 (de) 1997-01-16
JPH09248740A (ja) 1997-09-22
KR970008384A (ko) 1997-02-24

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