TW201639663A - 研磨用磨石 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種研磨用磨石，係於圓環狀底座的外周配置有複數個陶瓷黏合劑研磨片，並於旋轉圓環狀底座的同時以研磨片研磨工件，其中陶瓷黏合劑研磨片，係為一長方體，具有位於圓環狀底座的相反側之研磨工件的長方形的研磨面以及與研磨面相鄰之四個側面，其中側面彼此之間的四個稜部係作C倒角，研磨面的長邊係沿圓環狀底座的外周而配置，四個稜部係為研磨面的短邊的長度的五分之一以上的範圍作C倒角。如此一來，能提供一種研磨用磨石，在研磨時不至於破損，並能以簡單的成型來抑制由於對工件中心部的過度的切入所引起的工件的嚴重損傷。

Description

研磨用磨石

本發明係關於一種安裝於研磨裝置使用的研磨用磨石。

在習知的半導體晶圓等的圓板狀的工件的精密加工中，有一種同時進行雙面研磨而被稱之為雙頭研磨的研磨方法。一般來說，在雙頭研磨中，作為研磨用磨石所使用的是杯型輪的磨石，其外周具有複數個研磨片。

在使用此研磨用磨石的研磨加工中，一旦研磨工件則研磨片就會磨耗，因而必須交換研磨用磨石。因此，從抑制成本增加的觀點來看，會對延長研磨用磨石的壽命有所期望。 ［先前技術文獻］ ［專利文獻］

［專利文獻1］日本特開平11-156728 ［專利文獻2］日本特開平9-248769 ［專利文獻3］日本特開2009-279742

作為延長研磨用磨石的壽命的方法，首先考慮到的是加大研磨片的尺寸。然而，如果只是如專利文獻1所敘述的單純加大一般的角柱的研磨片的高度尺寸，則由於無法承受研磨工件時的彎曲應力而會使研磨片破損。

於是，為了防止研磨片的高度尺寸為大的狀態下的破損，可考慮使磨石形狀具有相對於研磨用磨石的旋轉方向為大致平行的長邊。

另外，作為具有相對於旋轉方向為大致平行的長邊的磨石的形狀可考慮成型為長方體者。然而，長方體的研磨片，其自高度方向所看到的內角90°的稜部（即，長方體的研磨片中，與長方形的研磨面相鄰之四個側面彼此之間的四個稜部）係相對於工件中心垂直的切入，並且，相對於旋轉方向的移動負荷變大的緣故，工件中心部容易損傷嚴重，因此對於工件中心附近的形狀控制係為困難。

因此，目的雖有所差異，雖可考慮如專利文獻2或專利文獻3，藉由將研磨片的形狀設為正六角形，或是將研磨片的端部設為半圓柱狀，而能夠抑制其損傷，但其有成型複雜以及並不具備有相對於旋轉方向為大致平行的長邊的問題。

有鑑於上述的問題點，本發明的目的為提供一種研磨用磨石，能在研磨時不至於破損，並能以簡單的成型來抑制由於對工件中心部的過度的切入所引起的工件的嚴重損傷。

為了達成上述目的，本發明提供一種研磨用磨石，係於圓環狀底座的外周配置有複數個陶瓷黏合劑研磨片，並於旋轉該圓環狀底座的同時以該研磨片研磨工件，其中該陶瓷黏合劑研磨片，係為一長方體，具有位於該圓環狀底座的相反側之研磨該工件的長方形的研磨面以及與該研磨面相鄰之四個側面，其中該側面彼此之間的四個稜部係作C倒角，該研磨面的長邊係沿該圓環狀底座的外周而配置，該四個稜部係為該研磨面的短邊的長度的五分之一以上的範圍作C倒角。

藉由上述的研磨用磨石，即使加大陶瓷黏合劑研磨片（以下簡稱研磨片）的高度（作C倒角的稜部的長度），也能防止在研磨時的破損。因此，能加大研磨片的高度而延長研磨用磨石的壽命。 另外，以簡單成型能非常有效的抑制因工件研磨時對於工件中心部的過度切入所導致的工件的嚴重損傷。

此時，能將該研磨面的長邊的長度定為該作C倒角的稜部的長度的二分之一以上。

藉由此種方式，即使加大研磨片的高度的尺寸，也能更有效的防止因工件研磨時的彎曲應力所導致的研磨片的破損。

另外，該研磨用磨石能設為雙頭研磨用。

本發明的研磨用磨石適合用於雙頭研磨。

如以上所述，藉由本發明，即使加大研磨片的高度尺寸，亦能防止其在研磨時的破損之故，所以能加大研磨片的高度進而延長研磨用磨石的壽命。另外，以簡單成型能非常有效的抑制對於工件中心部的過度切入所導致的工件的嚴重損傷。

以下，說明本發明的實施態樣，但本發明並不限定於此。 如前所述，作為延長研磨用磨石壽命的方法，雖可考慮加大研磨片的高度尺寸，但有如果單純加大磨石則會磨石破損，而如果成型為長方體則研磨對象的工件的中心部會有損傷嚴重的問題。因此，本申請發明人以研磨用的研磨片的形狀以及對圓環狀底座的配置為重點進行了各種實驗。

其結果如前所述，於長方體的研磨片中，藉由將其長方形的研磨面的長邊沿著圓環狀底座的外周（即，相對於研磨用磨石的旋轉方向為大致平行的方式）進行配置，能防止研磨時的研磨片的破損。 另外，長方體的研磨片的狀況下，自高度方向所看到的內角90°的稜部（即，長方體的研磨片中，與長方形的研磨面相鄰之四個側面彼此之間的四個稜部）係相對於工件中心而垂直的切入，並且，由於相對於旋轉方向的移動負荷變大的緣故，雖然工件中心部容易嚴重損傷，但進一步反覆實驗，發現藉由以長方形的研磨面的短邊的長度的五分之一以上的範圍將此些的稜部作C倒角，可抑制上述的工件中心部的嚴重損傷，從而完成本發明。

以下，一邊參考圖式一邊詳細說明本發明的實施態樣的一例，但本發明並不限定於此。 第1圖係顯示本發明的研磨用磨石的一例。係為自與研磨對象的工件相接側看到的正面圖。另外，第2圖為側面圖。本發明的研磨用磨石1係具備圓環狀底座2（以下簡稱底座）、複數個陶瓷黏合劑研磨片3。 底座2能配置研磨片3，並且能在研磨時藉由馬達等旋轉即可。再者，以R表示旋轉方向。

另外，各個研磨片3的形狀為長方體的一部分經由倒角加工而成。第1、2圖係簡化而省略其倒角的狀態所繪製。 更具體的說明此研磨片3的形狀。首先，於與固定在底座2的一側為相反的位置處具有長方形的研磨面4，另外具有與該研磨面4相鄰的四個長方形的側面5。此些四個側面5的相鄰側面彼此之間的稜部係作C倒角。

再者，在此稱之為研磨片3的長方體、長方形的研磨面4，係分別為倒角加工前的狀態的研磨片3與研磨面4的形狀的意思。並且，在此稱之為長方形的研磨面4的長邊以及短邊，係同樣為倒角加工前的長方形的狀態下的長邊以及短邊的意思。

在此，於第3圖、第4圖顯示經C倒角的稜部的一例。第3圖、第4圖係為自研磨面4的側面所看到的研磨片3。兩者的四個稜部6皆為經C倒角之物。 本發明中關於倒角量並無特別限定，係於每一個稜部以長方形的研磨面4的短邊7的長度（參照第3圖實線的箭頭）的五分之一以上的範圍作C倒角即可。第3圖係於每一個稜部以短邊7的長度的五分之一作C倒角為例子，研磨面4係呈八角型。另一方面，第4圖係於每一個稜部以短邊7的長度的二分之一作C倒角為例子，係呈六角形。

由於經過上述的C倒角，因此在工件研磨時不至於過度地切入工件的中心部，因而能防止工件中心部受到嚴重損傷。並且只透過倒角即可達成，其成型也簡單。 另一方面，如倒角量未達短邊7的長度的五分之一，則無法有效防止上述的過度切入，而使工件產生損傷。

另外，本發明中對於此長方體的研磨片3的配置也有多有考究。複數個研磨片3係沿著底座2的外周而配置。配置數量並無特別限定，能予以適當地決定。此時，研磨面4的長邊8係沿著底座2的外周而配置。即，由於上述長邊8係以相對於研磨用磨石1的旋轉方向為大致平行的方式進行配置，因此能承受研磨工件時的彎曲應力，進而能有效地防止研磨片3的破損。

以往的產品，為了延長研磨用磨石的壽命而加大研磨片的高度，但卻因上述的彎曲應力而導致其破損。然而因為在本發明中對於配置的方式多有所鑽研，因此對於上述彎曲應力具有耐受性，在能防止破損的同時，也能加大研磨片3的高度，而能延長研磨用磨石1的壽命。再者，所謂研磨片3的高度9，係為顯示於第2圖之作C倒角的稜部的長度。

另外，為了更有效的防止上述所形容的破損，研磨面4的長邊8的長度（參照第3圖的虛線箭頭）係為研磨片3的高度9的二分之一以上。較佳地，如相對於研磨片3的高度，研磨面4的長邊8的長度越長，則對於上述彎曲應力的耐受性就會越高。

接下來說明具有本發明的研磨用磨石1的研磨裝置。在此雖對雙頭研磨裝置進行說明，但本發明的研磨用磨石1並非限定於雙頭研磨裝置用。只要是於使研磨用磨石1自身旋轉的同時能以研磨片3研磨工件皆可，亦可以用於任一種的研磨裝置中。

第5圖係顯示雙頭研磨裝置10的一例。雙頭研磨裝置10主要包括：一對研磨用磨石1、一沿著工件11的徑方向自外周側支撐該工件11的可自轉的載體12、一安裝有該載體12的支架部13。 藉由載體12以及支架部13的自轉而同時使工件11自轉，並旋轉一對研磨用磨石1而能同時研磨工件11的雙面。透過使用本發明的研磨用磨石1，而使研磨片3不至於破損，並且能進行不致使工件11的中心部有嚴重損傷的高品質研磨。 〔實施例〕

以下，顯示實施例及比較例而具體的說明本發明，但本發明並未被限定於此。 ＜實施例1、2及比較例1、2＞ 使用顯示於第5圖的工件的雙頭研磨裝置10進行直徑300mm的矽晶圓的雙頭研磨。此矽晶圓是從以CZ法（Czochalski法）製造出的晶棒所切出的晶圓。

首先，如第3圖所示，將複數個配置有C倒角的區域為研磨面的短邊的五分之一的形狀的陶瓷黏合劑研磨片的研磨用磨石裝配於第5圖所顯示的雙頭研磨裝置10，並研磨出5片矽晶圓（實施例1） 其次，如第4圖所示，將複數個配置有C倒角的區域為研磨面的短邊的二分之一的形狀的陶瓷黏合劑研磨片的研磨用磨石裝配於第5圖所顯示的雙頭研磨裝置10，並研磨出5片矽晶圓（實施例2）。 再其次，如第6圖所示，將複數個配置有未倒角的陶瓷黏合劑研磨片的研磨用磨石裝配於與第5圖所顯示的相同的雙頭研磨裝置，並研磨出5片矽晶圓（比較例1）。 最後，如第7圖所示，將複數個配置有C倒角的區域為研磨面的短邊的八分之一的形狀的陶瓷黏合劑研磨片的研磨用磨石，裝配於與第5圖所顯示的相同的雙頭研磨裝置，並研磨出5片矽晶圓（比較例2）。

上述所說明的實施例1、2及比較例1、2的研磨片的形狀，皆為高度10mm、於旋轉方向為大致平行的長邊的長度為5mm、短邊的長度為3mm。 在研磨時，實施例1、2及比較例1、2之中的任一個研磨片並沒有破損。

再者，於實施例1、2及比較例1、2之外，對高度為10mm，一邊為3mm的角柱形的研磨片（即，研磨面的各邊為相同長度，邊的長度上沒有差別之物）也進行了評價（比較例3）。 但是，在此比較例3中，全部皆有破損，並沒有完成矽晶圓的研磨。

作為經研磨的矽晶圓的評價，能以研磨後的矽晶圓的Warp形狀與研磨前後的Bow（翹曲的大小、方向50mm的範圍）的變化量（ΔBow）作為指標。 在研磨後的中心部（半徑約50mm的範圍）的Warp形狀突然變成凹凸形狀的狀況下，可以看出正反面之一發生了嚴重損傷，其所附帶的殘留應力的平衡也在正反面崩解。 另外，藉由ΔBow能以數值將研磨所導致的損傷以及其附帶的殘留應力的平衡作出評價。正反面的損傷以及其附帶的殘留應力於正反面越相近，則ΔBow越接近於零。 Warp形狀與Bow的測定係使用SBW-330（株式會社神戶製鋼科研所(KOBELCO RESEARCH INSTITUTE, INC.)製）。 再者，較佳地，作為ΔBow係為-5μm以上+5μm以下。

第8圖至第11圖係顯示以實施例1、2及比較例1、2的研磨片的形狀分別研磨矽晶圓之後的Warp形狀。 實施例1、2中，雖沒有發現中心部的急遽Warp形狀的變化，但在比較例1、2中則在中心部發現急遽凸化，可以看出正反面之一發生了嚴重損傷，殘留應力的平衡也在正反面崩解。

第12圖係顯示以實施例1、2及比較例1、2的研磨片的形狀分別研磨五片矽晶圓狀況下之研磨前後的Bow的平均變化量。 誤差長條係顯示偏差。實施例1的ΔBow=0.17μm，實施例2的ΔBow=0.57μm，兩者皆為良好。另一方面，比較例1的ΔBow=5.39，比較例2的ΔBow=5.10μm，可以看出殘留應力的平衡也在正反面崩解。

根據以上結果可以得知，關於研磨片的形狀，通過將本發明所實施的實施例1、2的C倒角的區域設為長方形的研磨面的短邊的五分之一以上，能抑制位於晶圓表面中心部的嚴重損傷。另一方面在未實施本發明的比較例1、2中，由於晶圓表面的中心部所產生的嚴重損傷，因而導致對Warp形狀與Bow產生不良影響。

此外，本發明並未被限定於上述實施例，上述實施例為例示，凡具有與本發明的申請專利範圍所記載的技術思想實質上相同的構成，能得到同樣的作用效果者，皆被包含在本發明的技術範圍內。

1‧‧‧研磨用磨石
2‧‧‧圓環狀底座
3‧‧‧陶瓷黏合劑研磨片
4‧‧‧研磨面
5‧‧‧側面
6‧‧‧稜部
7‧‧‧短邊
8‧‧‧長邊
9‧‧‧高度
10‧‧‧雙頭研磨裝置
11‧‧‧工件
12‧‧‧載體
13‧‧‧支架部
R‧‧‧旋轉方向

［第1圖］係顯示本發明的研磨用磨石的一例的正面圖。 ［第2圖］係顯示本發明的研磨用磨石的一例的側面圖。 ［第3圖］係顯示經倒角的稜部的一例的說明圖（第一實施例）。 ［第4圖］係顯示經倒角的稜部的其他的一例的說明圖（第二實施例）。 ［第5圖］係顯示雙頭研磨裝置的一例的說明圖。 ［第6圖］係顯示比較例1所使用之研磨片當中的稜部的說明圖。 ［第7圖］係顯示比較例2所使用之研磨片當中的稜部的說明圖。 ［第8圖］係顯示實施例1的Warp形狀的測定結果的曲線圖。 ［第9圖］係顯示實施例2的Warp形狀的測定結果的曲線圖。 ［第10圖］係顯示比較例1的Warp形狀的測定結果的曲線圖。 ［第11圖］係顯示比較例1的Warp形狀的測定結果的曲線圖。 ［第12圖］係顯示實施例1、2及比較例1、2的研磨前後的Bow的平均變化量的曲線圖。

1‧‧‧研磨用磨石

2‧‧‧圓環狀底座

3‧‧‧陶瓷黏合劑研磨片

4‧‧‧研磨面

R‧‧‧旋轉方向

Claims (3)

1. 一種研磨用磨石，係於圓環狀底座的外周配置有複數個陶瓷黏合劑研磨片，並於旋轉該圓環狀底座的同時以該研磨片研磨工件， 其中該陶瓷黏合劑研磨片，係為一長方體，具有位於該圓環狀底座的相反側之研磨該工件的長方形的研磨面以及與該研磨面相鄰之四個側面，其中該側面彼此之間的四個稜部係作C倒角， 該研磨面的長邊係沿該圓環狀底座的外周而配置， 該四個稜部係為該研磨面的短邊的長度的五分之一以上的範圍作C倒角。
2. 如請求項1所述之研磨用磨石，其中該研磨面的長邊的長度係為該作C倒角的稜部的長度的二分之一以上。
3. 如請求項1或2所述之研磨用磨石，其中該研磨用磨石係為雙面研磨用的磨石。