1275455 (1) 玖、發明說明 【發明之技術領域】 本發明是關於使用兩面硏磨裝置硏磨晶圓時，可穩定 維持隨時間變化的晶圓品質的硏磨裝置及硏磨方法，尤其 是有關藉同時硏磨晶圓表裏兩面的兩面硏磨裝置的至少上 工作台形狀的控制，持續控制晶圓形狀進行晶圓硏磨的晶 圓之兩面硏磨裝置及兩面硏磨方法。 【先前技術】 以往晶圓的製造方法，舉例說明矽晶圓的製造方法 時，首先，利用柴式長晶法（CZ法）等培育矽單晶鑄錠， 將所獲得的矽單晶鑄錠切片製成矽晶圓後，對此矽晶圓依 序施以倒角、拋光、蝕刻的各步驟，其次至少施以晶圓一 主面的鏡面化硏磨步驟。 該晶圓的硏磨步驟中，例如硏磨矽晶圓兩面時，可以 使用兩面硏磨裝置。該兩面硏磨裝置通常是使用具有配置 在中心部的太陽齒輪與外圍部的內齒輪間保持晶圓的載體 板的內齒輪構造的所謂4種方式的兩面硏磨裝置。 該4種方式的兩面硏磨裝置是將矽晶圓插入·保持在 形成有晶圓保持孔的複數個載體板內，從保持的矽晶圓上 方一邊供給硏磨粉漿，將黏貼硏磨布的晶圓相對面的上工 作台及下工作台按壓各晶圓的表裏面使其朝著相對方向轉 動，同時利用太陽齒輪與內齒輪使載體板自轉及公轉，可 同時硏磨矽晶圓的兩面。 -6- (2) 1275455 另外，其他形態的兩面硏磨裝置有例如日本專利特開 平1 0-2025 1 1號公報所記載的兩面硏磨裝置爲一般所熟 知。第5圖是表示其兩面硏磨裝置的槪略剖面說明圖。該 兩面硏磨裝置4 1，具備：具有保持矽晶圓4 4的複數個晶 圓保持孔的載體板46;配置在該載體板46上下方向，同 時在晶圓相對面黏貼有硏磨矽晶圓4 4表裏兩面的硏磨布 45的上工作台42及下工作台43 ;及，使該等上工作台 42與及下工作台43所夾持的載體板46在與其表面平行 的面內運動的載體運動手段（未圖示）。又，上工作台42 上設有施以轉動及硏磨負載的汽缸47;將其負載傳至上 工作台42的外罩48;及，固定該外罩48與上工作台42 的螺桿等固定手段49。另一方面，下工作台43上設有將 馬達及減速機（未圖不）的轉動賦予下工作台43的汽缸47 及支撐工作台負載的推力軸承50。 以上的兩面硏磨裝置41中，藉著上工作台42與下工 作台4 3之間挾持的載體板4 6 ’以載體運動手段（未圖示） 經由載體支架51’自轉不產生圓形運動，即構成載體板 46不自轉’而自上工作台42與下工作台43的轉軸間保 持著預定距離偏心的狀態旋轉的一種擺動運動。另外，此 時矽晶圓44由於可轉動地保持在載體板46的晶圓保持孔 內’因此使上工作台與下工作台以轉軸爲中心以彼此不同 的轉速與轉動方向轉動，可朝著其轉速快的工作台的轉動 方向連動轉動（自轉）。 因此’在兩面硏磨矽晶圓時，將矽晶圓插入·保持在 (3) 1275455 載體板的各晶圓保持孔內’一邊供給矽晶圓含硏磨粉粒的 粉漿，以上工作台及下工作台彼此不同的轉速與轉動方向 轉動使晶圓本身在保持孔內持續自轉，進行不隨載體板自 轉的圓形運動，可同時且均勻硏磨矽晶圓的表裏兩面。以 上形態的兩面硏磨裝置同樣可容易進行大口徑晶圓的兩面 硏磨，隨著近年來晶圓的大口徑化而大量使用。 但是，如上述使用4種方式的兩面硏磨裝置或不隨著 載體板自轉進行圓形運動而進行硏磨的兩面硏磨裝置，在 複數成批反覆硏磨矽晶圓的場合，會影響黏貼在上下工作 台的硏磨布壽命或阻塞等，使硏磨布的硏磨能力等隨時間 而變化。因此，不更換硏磨布進行複數成批的晶圓硏磨 時，隨著硏磨成批數的增加所硏磨的晶圓形狀會因時間而 變化，產生各成批不同的晶圓形狀，而導致有不能維持晶 圓穩定品質的問題。 爲了解決以上的問題，以往是配合硏磨布的硏磨能力 等的隨時間變化而變化各種硏磨條件，藉以控制晶圓形狀 的隨時間變化進行晶圓的硏磨。例如藉著作台的溫度等條 件的變化使工作台的形狀本身變形，控制晶圓形狀的方 法。 通常，兩面硏磨裝置等所使用的工作台以考慮硏磨晶 圓時不變的工作台形狀爲佳，但是使用以上硏磨晶圓時不 改變形狀的工作台時，對於硏磨條件種種變更時的工作台 與晶圓的配合困難，並且相對於硏磨布的硏磨能力等隨時 間的變化不能控制晶圓的形狀。 -8- (4) 1275455 爲了避免晶圓形狀的控制困難性，一般工作 可以某程度變形的材質，尤其是根據溫度變化而 質’工作台內流過冷卻水等因工作台溫度的變化 作台形狀變化，可藉此控制晶圓形狀。 但是，在以上工作台內流過冷卻水等使工作 化控制晶圓形狀時，以往的兩面硏磨相對於工作 化的工作台反應度（相對於工作台溫度變化的糸 良，不能進行工作台形狀精度的有效控制，尤其 磨中硏磨條件等變更大的場合，會有僅工作台內 變化不能控制工作台預定形狀的問題。另外，反 數批晶圓時，由於工作台變形的反應度不良，會 批數的增加達到預期控制工作台形狀的困難，而 圓形狀不能獲得穩定且高精度的控制。尤其是在 覆硏磨直徑3 00mm等大口徑的晶圓時，晶圓形 成中凸形狀，明顯產生GBIR(Global Back Ideal 平直度惡化等晶圓形狀的惡化。即僅控制如以往 的溫度時，不能充分控制隨時間變化的晶圓形狀 【發明內容】 本發明是有鑑於上述問題點所硏創而成，本 提供可相對於硏磨布的壽命或阻塞等起因導致硏 隨時間的變化，首先藉著優異的反應度使工作台 制晶圓形狀，即使複數批反覆硏磨晶圓也不致造 狀的惡化’可以高精度進行穩定硏磨的晶圓之兩 台是使用 變形的材 而使得工 台形狀變 台溫度變 $性等）不 是晶圓硏 部的溫度 覆硏磨複 隨著晶圓 各批的晶 複數批反 狀容易形 Range)等 工作台內 發明是以 磨能力等 變形而控 成晶圓形 面硏磨裝 -9 - (5) 1275455 置及兩面硏磨方法爲第1目的，並提供以局精度控 台形狀而以優異精度控制晶圓形狀，即使複數批反 晶圓仍可以高精度進行穩定硏磨的晶圓之兩面硏磨 兩面硏磨方法爲第2目的。 爲了達成上述第1目的，根據本發明，至少具 貼晶圓保持孔的載體板、硏磨布的上工作台及下工 及粉漿供給手段，在上述晶圓保持孔內保持晶圓’ 給粉漿在上述上下工作台間使載體板運動，可同時 圓表裏兩面的兩面硏磨裝置中，提供具有以圓連結 工作台的負載支點時構成圓直徑的上工作台負載 PCD與以圓連結上述載體板的各保持孔中心時構成 的載體板保持孔中心的PCD —致等特徵的晶圓兩 裝置。 如上述，至少具有載體板、上工作台、下工作 漿供給手段，使載體板在上下工作台間運動，硏磨 兩面硏磨裝置中，以圓連結上述上工作台的負載支 成圓（以下，有時稱節圓）直徑的上工作台負載 PCD(Pitch Circle Diameter)與以圓連結載體板的各 中心時構成圓直徑的載體板保持孔中心的PCD — 面硏磨裝置時，可提升相對於硏磨晶圓時硏磨條件 工作台變形的反應度，容易控制工作台形狀。因此 覆硏磨複數批晶圓時，可配合硏磨布的硏磨能力等 的變化，適當變更硏磨條件控制工作台形狀，不致 圓形狀的惡化，獲得容易控制各批晶圓形狀進行硏 制工作 覆硏磨 裝置及 備有黏 作台， 一邊供 硏磨晶 上述上 支點的 圓直徑 面硏磨 台及粉 晶圓的 點時構 支點的 保持孔 致的兩 變更的 ，在反 隨時間 造成晶 磨的裝 -10- (6) 1275455 置。 此時，上述載體板的運動以不隨著載體板自轉而 圓形運動爲佳。 如上述，載體板的運動隨著載體板的自轉而進行 運動，即載體板不進行自轉，從上工作台與下工作台 軸保持預定距離偏心的狀態旋轉擺動運動時’載體板 有的點，可以描繪出相同大小的小圓形軌跡，因此可 晶圓表裏兩硏磨面的全區域進行均勻的硏磨。 並且，根據本發明具備有晶圓保持孔的複數個 板、使該載體板自轉及公轉用的太陽齒輪與內齒輪、 硏磨布的上工作台與下工作台及粉漿供給手段，在上 圓保持孔內保持晶圓，一邊供給粉漿，使複數個載體 上述上下工作台間自轉及公轉，可同時硏磨晶圓表裏 的兩面硏磨裝置中，提供以圓連結上工作台的負載支 構成圓直徑的上工作台負載支點的PCD與以圓連結 個載體板中心時構成圓直徑的載體板中心的PCD — 特徵的晶圓之兩面硏磨裝置。 如上述，至少具有載體板、太陽齒輪、內齒輪、 作台、下工作台及粉漿供給手段，載體板在上下工作 自轉及公轉，可硏磨晶圓的兩面硏磨裝置中，提供以 結上工作台的負載支點時構成圓直徑的上工作台負載 的PCD與以圓連結複數個載體板中心時構成圓直徑 體板中心的PCD —致的晶圓之兩面硏磨裝置，可提 對於硏磨晶圓時硏磨條件變更的工作台變形的反應度 進行 圓形 的轉 上所 對於 載體 黏貼 述晶 板在 兩面 點時 複數 致等 上工 台間 圓連 支點 的載 高相 ，可 -11 - (7) 1275455 容易控制工作台形狀。藉此，反覆硏磨複數批的晶圓時， 配合硏磨布的硏磨能力等隨時間的變化，可適當變更硏磨 條件控制工作台形狀，使晶圓的形狀不致惡化，.容易控制 各成批的晶圓形狀進行硏磨。 此時’使以圓連結下工作台的負載支點時構成圓直徑 的下工作台負載支點的PCD與以圓連結上工作台負載支 點的PCD —致爲佳。 如上述以圓連結下工作台的負載支點時構成圓直徑的 下工作台負載支點的PCD與上工作台負載支點的PCD — 致的兩面硏磨裝置，可更提高控制工作台形狀時的反應 度，在硏磨複數成批的晶圓時，同樣可高精度控制各成批 的晶圓形狀。 又’本發明晶圓的兩面硏磨方法是將晶圓保持在形成 有保持晶圓的晶圓保持孔的載體板上，一邊供給粉漿，使 上述載體板在黏貼有硏磨布的上工作台及下工作台之間運 動，可同時硏磨上述晶圓表裏兩面的兩面硏磨方法中，其 特徵爲：使以圓連結上述上工作台的負載支點時構成圓直 徑的上工作台負載支點的PCD與以圓連結保持在上述載 體板的晶圓中心時構成圓直徑的晶圓中心的PCD 一致而 可硏磨晶圓的晶圓之兩面硏磨方法。 同時硏磨上述晶圓表裏兩面的兩面硏磨裝置中，使以 圓連結上工作台的負載支點時構成圓直徑的上工作台負載 支點的PCD與以圓連結保持在載體板的晶圓中心時構成 圓直徑的晶圓中心的PCD —致而硏磨晶圓，可以優異的 -12- (8) 1275455 反應度容易控制工作台形狀。藉此，可對應晶圓形狀隨時 間的變化高精度控制工作台形狀，因此即使在反覆硏磨複 數成批的晶圓時仍可高精度維持晶圓形狀進行穩定的硏 磨。 此時，上述載體板的運動以不隨著載體板的自轉而圓 形運動爲佳。 如上述由於上述載體板的運動不隨著載體板的自轉而 圓形運動，因此可對於保持於載體板之晶圓的表裏兩硏磨 面的全區域進行均勻的硏磨。 此外，根據本發明，在形成保持晶圓的保持孔的複數 載體板上保持晶圓，一邊供給粉漿，在黏貼有硏磨布的上 工作台及下工作台之間，使上述複數載體板以太陽齒輪與 內齒輪自轉及公轉，可同時硏磨晶圓表裏兩面的兩面硏磨 方法中，提供具有以圓連結上述上工作台的負載支點時構 成圓直徑的上工作台負載支點的PCD與以圓連結上述複 數載體板的中心時構成圓直徑的載體板中心的P C D —致 而硏磨等特徵的晶圓之兩面硏磨方法。 如上述可同時硏磨晶圓表裏兩面的兩面硏磨方法中， 以圓連結上工作台的負載支點時構成圓直徑的上工作台負 載支點的PCD與以圓連結複數載體板的中心時構成圓直 徑的載體板中心的PCD —致而硏磨時，可以優異的反應 度容易控制工作台形狀。藉此，可對應晶圓形狀隨時間的 變化高精度控制工作台形狀，因此即使在反覆硏磨複數成 批的晶圓時仍可高精度維持晶圓形狀進行穩定的硏磨。 -13- (9) 1275455 此時，使以圓連結上述下工作台的負載支點時構成圓 直徑的下工作台負載支點的PCD與上述上工作台負載支 點的P C D —致爲佳。 如上述以圓連結下工作台的負載支點時構成圓直徑的 下工作台負載支點的PCD與上工作台負載支點的PCD — 致時，可更提高控制工作台形狀時的反應度，在硏磨複數 成批的晶圓時，同樣可確實控制各成批晶圓形狀的變化。 另外，在硏磨上述晶圓時，以一邊控制硏磨條件一邊 硏磨晶圓爲佳，並且以控制上述上工作台及/或下工作台 的溫度進行上述硏磨條件的控制爲佳。 如上述，在硏磨晶圓時，一邊控制硏磨條件，以一邊 控制上工作台及/或下工作台的溫度，藉著晶圓的硏磨， 即使反覆硏磨複數成批的晶圓時，仍可以優異的反應度控 制工作台形狀。藉此，不致使晶圓形狀惡化而可硏磨複數 成批的晶圓，高精度穩定維持各成批硏磨的晶圓形狀。 爲了達成上述第2目的，根據本發明，至少具備有保 持孔的載體板、黏貼有硏磨布的上工作台及下工作台，及 粉漿供給手段’在上述晶圓保持孔內保持晶圓，一邊供給 粉漿在上述上下工作台間使載體板運動，可同時硏磨晶圓 表裏兩面的兩面硏磨裝置中，提供上述上工作台的負載支 點部具有形狀調節手段爲特徵的晶圓之兩面硏磨裝置。 如上述’至少具有載體板、上工作台、下工作台及粉 漿供給手段’使載體板在上下工作台間運動，硏磨晶圓的 兩面硏磨裝置中，上工作台的負載支點部具有形狀調節手 -14- (10) 1275455 段，可以藉著形狀調節手段使上工作台的形狀強制變形， 可配合硏磨晶圓時硏磨布的硏磨能力等隨時間的變化，控 制工作台形狀。藉此不致造成晶圓形狀的惡化，獲得容易 控制各批晶圓形狀進行硏磨的裝置。 此時，上述載體板的運動以隨著載體板的自轉而進行 圓形運動爲佳。 如上述，載體板的運動隨著載體板的自轉而進行圓形 運動，即載體板不進行自轉，從上工作台與下工作台的轉 軸保持預定距離偏心的狀態旋轉擺動運動時，載體板上所 有的點，可以描繪出相同大小的小圓形軌跡，因此可對於 晶圓表裏兩硏磨面的全區域進行均勻的硏磨。 並且，根據本發明具備有晶圓保持孔的複數個載體 板、使該載體板自轉及公轉用的太陽齒輪與內齒輪、黏貼 硏磨布的上工作台與下工作台及粉漿供給手段，在上述晶 圓保持孔內保持晶圓，一邊供給粉漿，使複數個載體板在 上述上下工作台間自轉及公轉，可同時硏磨晶圓表裏兩面 的兩面硏磨裝置中，提供以圓連結上工作台的負載支點時 構成圓直徑的上工作台負載支點的PCD與以圓連結複數 個載體板中心時構成圓直徑的載體板中心的PCD —致等 特徵的晶圓之兩面硏磨裝置。 如上述，至少具有載體板、太陽齒輪、內齒輪、上工 作台、下工作台及粉漿供給手段，載體板在上下工作台間 自轉及公轉，可硏磨晶圓的兩面硏磨裝置中，提供以圓連 結上工作台的負載支點時構成圓直徑的上工作台負載支點 -15- (11) 1275455 的PCD與以圓連結複數個載體板中心時 體板中心的PCD —致的晶圓之兩面硏磨 對於硏磨晶圓時硏磨條件變更的工作台變 容易控制工作台形狀。藉此，反覆硏磨複 配合硏磨布的硏磨能力等隨時間的變化， 條件控制工作台形狀，使晶圓的形狀不致 控制各成批的晶圓形狀進行硏磨的裝置。 此時，上述載體板的運動以不隨著載 形運動爲佳。 以上載體板的運動不隨著載體板的自 即載體板不自轉而是從上工作台與下工作 著預定距離偏心的狀態旋轉的擺動運動時 有點形成描繪相同大小的小圓軌跡，因此 圓表裏兩硏磨面全區域的硏磨。 另外，此時以圓連結上述上工作台的 圓直徑的上工作台負載支點的PCD與以 板的各保持孔中心時構成圓直徑的載體板 PCD —致爲佳。 如上述，以圓連結上工作台的負載支 的上工作台負載支點的PCD(Pitch Circle 連結載體板的各保持孔中心時構成圓直徑 孔中心的PCD —致的兩面硏磨裝置，可 i周卽手段的調卽或粉紫供給星g周節等的工 度，容易精度良好地控制工作台形狀。 構成圓直徑的載 裝置，可提高相 形的反應度，可 數批的晶圓時， 可適當變更硏磨 惡化，形成容易 體板的自轉而圓 轉而圓形運動， 台的轉軸以保持 ，載體板上的所 可均勻地進行晶 負載支點時構成 圓連結上述載體 的保持孔中心的 點時構成圓直徑 Diameter)與以圓 的載體板的保持 更提升對應形狀 作台變形的反應 -16- (12) 1275455 此外’根據本發明至少具備有晶圓保持孔的複數個載 體板、使該載體板自轉及公轉用的太陽齒輪與內齒輪、黏 貼有硏磨布的上工作台與下工作台及粉漿供給手段，在上 述晶圓保持孔內保持晶圓，一邊供給粉漿，使複數個載體 板在上述上下工作台間自轉及公轉，可同時硏磨晶圓表裏 兩面的兩面硏磨裝置中，提供上述上工作台的負載支點部 具有形狀調節手段爲特徵的晶圓之兩面硏磨裝置。 如上述’至少具有載體板、太陽齒輪、內齒輪、上工 作台、下工作台及粉漿供給手段，複數載體板在上下工作 台間自轉及公轉，可硏磨晶圓表裏兩面的硏磨裝置中，上 工作台的負載支點部具有形狀調節手段的兩面硏磨裝置， 由於可藉著形狀調節手段使上工作台的形狀強制變形，配 合硏磨晶圓時硏磨布的硏磨能力等隨時間的變化，可適當 控制工作台形狀。藉此，可精度良好穩定進行晶圓形狀的 硏磨，又即使反覆硏磨複數成批的晶圓時，仍不致使晶圓 的形狀惡化，可獲得容易控制各成批的晶圓形狀進行硏磨 的裝置。 此時，以圓連結上述上工作台的負載支點時構成圓直 徑的上工作台負載支點的PCD與以圓連結複數載體板中 心時構成圓直徑的載體板中心的P C D —致爲佳。 如上述，以圓連結上工作台的負載支點時構成圓直徑 的上工作台負載支點的PCD與以圓連結複數載體板中心 時構成圓直徑的載體板中心的P C D —致的兩面硏磨裝置 時，可更提高相對於形狀調節手段的調節或粉漿供給量的 -17- (13) 1275455 調節等工作台變形的反應度，可容易高精度控制工作台形 狀。 並且，上述形狀調節手段以測微器爲佳。 形狀調節手段爲測微器時’可藉著測微器的調節，可 以機械性預定的大小按壓上工作台強制變形，使工作台精 度良好地變形爲預定的形狀。 又，上述工作台的材質以不銹鋼爲佳。 如上述，上述工作台的材質爲不銹鋼時，可以使工作 台適度地變形，可容易進行根據形狀調節手段等工作台的 變形。 另外，本發明晶圓之兩面硏磨方法，在載體板所形成 的晶圓保持孔內保持著晶圓，一邊供給粉漿，使上述載體 板在黏貼有硏磨布的上工作台及下工作台之間運動同時硏 磨上述晶圓表裏兩面的兩面硏磨裝置中，其特徵爲：具有 調節上述粉漿的供給量持續控制工作台形狀進行硏磨等特 徵的晶圓之兩面硏磨方法。 同時硏磨的晶圓表裏兩面的兩面硏磨方法中，利用粉 漿供給量的調節進行硏磨，可控制硏磨面的溫度，以優異 的反應度控制工作台形狀。可藉此不致使晶圓形狀惡化進 行穩定的硏磨。 此時’上述載體板的運動以不隨載體板的自轉而圓形 轉動爲佳。 如上述’載體板的運動不隨著載體板的自轉而圓形轉 動，可均勻進行保持在載體板的晶圓表裏兩硏磨面全區域 -18- (14) 1275455 的硏磨。 此外，根據本發明，在保持晶圓的保持孔內所形成的 複數載體板上保持著晶圓，一邊供給粉漿，使上述複數載 體板在黏貼有硏磨布的上工作台及下工作台之間以太陽齒 輪與內齒輪自轉及公轉，同時硏磨上述晶圓表裏兩面的兩 面硏磨方法中，提供具有調節上述粉漿的供給量持續控制 工作台形狀進行硏磨等特徵的晶圓之兩面硏磨方法。 同時硏磨上述晶圓表裏兩面的兩面硏磨方法中，利用 粉漿供給量的調節進行硏磨，可控制硏磨面的溫度，以優 異的反應度控制工作台形狀。可藉此不致使晶圓形狀惡化 進行穩定的硏磨。 此時，上述粉漿供給量的調節是以對應上述硏磨的使 用時間進行爲佳。 如上述，對應硏磨的使用時間進行粉漿供給量的調 節’可配合硏磨布的硏磨能力等隨時間變化而精度良好的 控制工作台形狀。例如，粉漿供給量的調節隨著硏磨布使 用時間的增長，以減少粉漿的供給量進行即可，藉由上述 粉漿供給量的調節，即使反覆進行複數成批晶圓的硏磨 時’不致使晶圓的形狀惡化，可進行穩定的硏磨。 此外，本發明晶圓之兩面硏磨方法，在載體板所形成 的晶圓孔內保持著晶圓，一邊供給粉漿，使上述載體板在 黏貼有硏磨布的上工作台及下工作台之間運動，同時硏磨 上述晶圓表裏兩面的兩面硏磨方法中，具有在上工作台的 負、載支點部設置形狀調節手段，可調節該形狀調節手段持 -19- (15) 1275455 續控制工作台形狀進行硏磨等特徵的晶圓之兩面硏磨方 法。 同時硏磨上述晶圓表裏兩面的兩面硏磨方法中，在上 工作台的負載支點部設置形狀調節手段’調節該形狀調節 手段持續控制工作台形狀進行硏磨，藉此形狀調節手段使 上工作台的形狀強制變形，因此可配合硏磨晶圓時硏磨布 的硏磨能力等隨時間的變化，適當控制工作台形狀。藉以 精度良好地穩定晶圓形狀進行硏磨，又即使反覆硏磨複數 成批的晶圓時，不會使晶圓的形狀惡化可精度良好的佳以 控制，穩定地進行硏磨。 此時，上述載體板的運動以不隨著載體板自轉而進行 圓形運動爲佳。 如上述，根據載體板的運動不隨著載體板自轉而進行 圓形運動時，可均勻地進行保持於載體板的晶圓表裏兩硏 磨面的全區域。 另外，根據本發明，將晶圓保持在保持著晶圓的保持 孔所形成的複數載體板上，一邊供給粉漿，在黏貼有硏磨 布的上工作台及下工作台之間使複數個載體板以太陽齒輪 與內齒輪自轉及公轉，可同時硏磨上述晶圓表裏兩面的兩 面硏磨裝置中，提供在上述上工作台的負載支點部設置形 狀調節手段，可調節該形狀調節手段控制工作台形狀進行 硏磨爲特徵的晶圓之兩面硏磨方法。 同時硏磨上述晶圓表裏兩面的兩面硏磨方法中，在上 工作台的負載支點部設置形狀調節手段，調節該形狀調節 •20- (16) 1275455 手段控制工作台形狀進行硏磨，可藉此 使上工作台形狀強制變形，配合硏磨晶 ㊉力等隨時間的變化，可適當控制工作 精度良好穩定地進行晶圓形狀的硏磨， 複數成批的晶圓時，不致使晶圓的形狀 制進行穩定的硏磨。 此時’以調節上述供給的粉漿供給 形狀硏磨爲佳。 如上述，在上工作台的負載支點ί Ρ又，更藉此s周卽供給的粉聚供給量，更 台形狀，確實防止晶圓形狀的惡化。 並且，此時以圓連結上述上工作台 圓直徑的上工作台負載支點的PCD，及 述載體板的晶圓中心時構成圓直徑的晶 以圓連結上述複數載體板的中心時構成 心的PCD —致進行硏磨爲佳。 上述的兩面硏磨方法中，以圓連結 載支點時構成圓直徑的上工作台負載支 連結保持在上述載體板的晶圓中心時構 心的PCD或以圓連結上述複數載體板 徑的載體板中心的PCD —致進行硏磨 度進行所供給粉漿供給量的調節或測微 調節的工作台形狀的控制。藉此，可相 間的變化精度良好的控制工作台形狀， 利用形狀調節手段 圓時硏磨布的硏磨 台形狀。藉此，可 又，即使反覆硏磨 惡化精度良好地控 量持續控制工作台 部設置形狀調節手 可高精度控制工作 的負載支點時構成 以圓連結保持在上 圓中心的 P C D或 圓直徑的載體板中 上述上工作台的負 點的PCD，及以圓 成圓直徑的晶圓中 的中心時構成圓直 ，可以優異的反應 器等形狀調節手段 對於晶圓形狀隨時 即使反覆硏磨複數 -21 - (17) 1275455 成批的晶圓時，仍可精度良好地控制晶圓形狀進行穩定的 硏磨。 如以上說明，根據本發明，在硏磨晶圓時使保持在上 工作台的負載支點的PCD與保持在載體片的晶圓中心的 平均PCD —致，或藉著使上工作台負載支點的PCD與複 數載體板中心的PCD —致，可提高工作台變形的反應 度，精度良好地控制晶圓形狀。又，反覆硏磨複數成批的 晶圓時可適當變化硏磨條件，而由於具有優異的工作台變 形的反應度，因此可以高精度穩定地控制晶圓形狀進行硏 磨。 此外，根據本發明，在進行晶圓的硏磨時，調節所供 給粉漿的供給量，並在上工作台的負載支點部設置形狀調 節手段，可藉著該形狀調節手段的調節，以優異的反應度 控制工作台形狀。藉此，可精度良好地穩定晶圓形狀進行 硏磨，即使反覆硏磨複數成批的晶圓時，不致使晶圓的形 狀惡化，可以高精度控制各成批的晶圓形狀進行穩定的硏 磨。 【實施方式】 針對本發明的實施形態說明如下，但此不對本發明有 所限定。 使用以往所使用的例如第5圖表示的兩面硏磨裝置反 覆硏磨晶圓時，工作台變形的反應度（相對於硏磨條件的 變化成線性等）不良，隨著所硏磨晶圓成批數的增加精度 -22- (18) 1275455 良好地控制工作台形狀困難，不能穩定且高精度控制 形狀（第1問題點）。另外，僅控制工作台溫度由於工 變形的反應度不良，因此不能精度良好地控制預定的 台形狀，不能穩定且高精度控制晶圓形狀（第2問題點 因此，本案發明人爲了解決上述第1問題點，著 上工作台的負載支點與載體板的位置（或者所硏磨晶 位置）間的關係，藉著適當調節該等間的位置關係， 應度良好地控制硏磨條件等變更的工作台形狀，藉此 反覆硏磨複數成批的晶圓時，不致使晶圓形狀惡化， 良好穩定地維持晶圓形狀進行反覆的硏磨，經由刻意 的硏究以至完成本發明爲止。 此外，本案發明人爲了解決上述第2問題點，除 作台溫度控制以外的控制工作台形狀的方法有進行硏 所供給的粉漿供給量的調節控制工作台形狀，及在上 台的負載支點部設置形狀調節手段，調節該形狀調節 控制工作台形狀，經由刻意重複的硏究以至完成本發 止。 首先’參閱圖示針對本發明第1樣態的晶圓之兩 磨裝置的一例說明如下。第1圖爲本發明第1樣態的 硏磨裝置的槪略剖面說明圖，第2圖爲上工作台的 圖，第3圖爲載體板的上視圖。 該兩面硏磨裝置1，具備：有晶圓保持孔的載 6、黏貼硏磨布5的上工作台2及下工作台3;及， 粉漿用的粉漿供給手段3 3，將晶圓4插入·保持在 晶圓 作台 工作 )° 眼於 圓的 可反 即使 精度 重複 了工 磨時 工作 手段 明爲 面硏 兩面 上視 體板 供給 載體 -23· (19) 1275455 板6的晶圓保持孔內，以上工作台2及下工作台3從 方向夾持，以粉獎供給手段一邊供給粉獎，使上工作 及下工作台3相對於晶圓4以垂直的轉軸爲中心轉動 藉此同時硏磨晶圓4的表裏面。 又’上工作台2設置有施以轉動及硏磨負載的 7、將其負載傳至上工作台2的外罩8及固定該外罩 上工作台2的螺栓等固定手段9，並在上工作台上具 制工作台溫度用的調溫手段（未圖示）。尤其不限定調 段’形成可針對配置工作台內的配管供給冷卻水或溫: 另一方面，下工作台3設有賦予下工作來自馬達 速機（未圖示）轉動的汽缸7及支撐工作台負載的推力 1 〇 ’另外在下工作台內與上工作台同樣具備控制工作 度用未圖示的調溫手段。 又，該等兩面硏磨裝置1的上工作台2的下面及 作台3的上面黏貼有使晶圓表裏兩面鏡面化的硏磨布 不限定該硏磨布的種類及材質，可以使用一般硏磨布 質泡沬氨基甲酸乙酯襯墊、不織布浸漬•硬化氨基甲 酯的軟質不織布襯墊等。例如軟質不織布是使用羅得 製Suba6 00等。其他可以使用在不織布構成的底布上 氨基甲酸乙酯樹脂的2層以上的硏磨布等。 並且載體板6上，如第3圖表示，圓板形狀的板 成5個晶圓保持孔1 9，可將晶圓4自由轉動地保持 等晶圓保持孔1 9內。該載體板6的材質等尤其不加 定，但是例如以使用環氧玻璃製物爲佳。 上下 台2 ，可 汽缸 8與 備控 溫手 7欠。 及減 軸承 台溫 下工 5 ° 的硬 酸乙 公司 施以 上形 在該 以限 -24- (20) 1275455 該載體板6是以載體支架11的環形部1 1(b)保持其外 圍部，載體板本身不會自轉，而是在與載體板面平行的面 (水平面）內圓形運動。又，在其載體支架 Π的環形面 1 1(b)外圍配設有向外側突出的複數個軸承部1 1(a)。該載 體支撐的各軸承部1 1(a)插設有小直徑圓板形狀的偏心臂 12的偏心軸12(a)，該偏心臂12的各下面中心部垂設有 轉軸1 2(b)。並且在該等轉軸1 2(a)的前端分別固定鏈輪 1 3，各鏈輪上以水平狀態掛設有一連的定時鏈1 4。該等 鏈輪1 3與定時鏈1 4構成與複數偏心臂1 2同步轉動的同 步手段。 此外，使連接一個鏈輪1 3的圓形運動用馬達（未圖示） 動作賦予一個鏈輪1 3轉動，經由該鏈輪1 3轉動定時鏈 14，使該定時鏈迴轉，與複數偏心臂12同步以轉軸12(b) 爲中心在水平面內轉動。藉以使分別連結偏心臂1 2的載 體支架U，或保持在該載體支架11的載體板6可在平行 載體板的水平方向內，偏心臂12的偏心軸12(a)與轉軸 12(b)的距離間以同間隔從上下工作台2、3的轉軸偏心而 旋轉進行圓形運動。 如上述，藉著隨載體板6的自轉而圓形運動，載體板 6上的所有點可以描繪出相同大小的小圓軌跡。藉此可以 對保持在載體板6的晶圓4的全表裏兩硏磨面進行均勻的 硏磨。 上述兩面硏磨裝置1中，以圓連結上工作台2的負載 支點時構成圓（節圓）直徑的上工作台負載支點的 -25- (21) 1275455 PCD(Pitch Circle Diameter)與以圓連結載體板6的各保持 孔中心時構成圓（節圓）直徑的載體板保持孔中心的PCD — 致的兩面硏磨裝置時，可提升相對於硏磨晶圓時硏磨條件 變更的工作台變形的反應度，藉此可一邊高精度控制所硏 磨晶圓的形狀進行硏磨的兩面硏磨裝置。 具體說明如下，如上述兩面硏磨裝置1的上工作台2 是以支架等的固定手段9保持在外罩8上，外加預定的負 載進行硏磨。因此，上工作台2的負載支點是如第2圖表 示，構成上工作台2與外罩8接合部分的固定手段9，因 此，上工作台負載支點的PCD可以圓連結上工作台的負 載支點的固定手段9的中心時所構成圓1 6的直徑1 5表 示。另外，載體板6的保持孔中心的PCD如上述爲一片 載體板6的兩面硏磨裝置的場合，如第3圖表示，可以圓 連結形成在載體板6的晶圓保持孔1 9的中心時（與保持在 載體板6的晶圓4的晶圓中心大致一致）所構成圓1 7的直 徑1 8表不。 該等上工作台負載支點的PCD與載體板的保持孔中 心的P C D是在兩面硏磨裝置的設計階段中，藉著上工作 台與載體板的調節而形成一致。又針對既有的兩面硏磨裝 置中，在載體板的製作階段中調節晶圓保持孔的位置，可 以上工作台負載支點的PCD與載體板的保持孔中心的 PCD —致，極爲簡便。 此時，使上工作台負載支點的PCD與載體板的保持 孔中心的PCD —致極爲重要，並且在硏磨中以該等節圓 - 26- (22) 1275455 形成相同的位置爲佳。但是，兩面硏磨裝置1的載體板6 如上述，從上下工作台的轉軸偏心轉動進行圓形運動時， 由於上工作台負載支點所製成的節圓直徑與載體板的保持 孔中心所製成的節圓直徑一致，而在硏磨中載體板6的保 持孔中心的節圓位置隨時間的變化，不能使工作台負載支 點的節圓與載體板的保持孔中心的節圓經常地保持一致。 因此，以上的場合，只要以圓連結上工作台負載支點的節 圓與載體板的晶圓保持孔中心（保持在載體板的晶圓的晶 圓中心）的小圓形軌道的平均位置時的圓一致即可，本發 明所謂P C D的一致同時包含直徑的一致及上述節圓位置 的一致。 又，第1圖表示的兩面硏磨裝置中，更以圓連結下工 作台3的負載支點時構成圓直徑的下工作台負載支點的 PCD與上工作台負載支點的pCD 一致爲佳。如上述，本 發明的兩硏磨裝置1是以推力軸承10保持下工作台3， 外加預定的負載進行硏磨。因此，下工作台3的負載支點 是與該推力軸承10接合的部分。因此，下工作台倉載支 點的PCD可以連結該等推力軸承1〇固定部分的圓直徑表 示。如上述使下工作台負載支點的pCD與上工作台負載 支點的PCD ~致時，更可以提高相對於工作台形狀控制 的反應度。 另外，上述中，使上工作台負載支點的pCD與載置 板的保持孔中心（保持在載體板的晶圓的晶圓中心）的 PCD ’或上工作台負載支點的PCD與下工作台負載支點的 •27- (23) 1275455 PCD —致是包含直徑及節圓的位置而在公差5mm以 該等一致即可。上工作台負載支點的PCD與載置板 持孔中心的PCD’或上工作台負載支點的PcD與下 台負載支點的PCD更以完全一致爲佳，但是實際上 多少會產生公差，且一旦考慮硏磨中的偏心時在 5 mm以內一致時可充分提高相對於硏磨條件變更的 台變形的反應度。即本發明所謂P C D的一致同時包 上多少公差的場合。 其次’表示使用第1圖表示的上工作台負載支 PCD與載置板的保持孔中心的pcd —致的兩面硏 置，同時硏磨晶圓表裏兩面的方法。 首先’將晶圓4插入•保持在形成有晶圓保持孔 體板6之後，利用使上下工作台2、3朝著轉軸軸線 進退的升降裝置（未圖示）夾持在黏貼有硏磨布5的上 台2及下工作台3。隨後，從粉漿供給手段3 3 —邊 粉漿，從上側轉動馬達（未圖示）經由汽缸7在水平面 動上工作台2，或從下側轉動馬達（未圖示）經由汽缸 水平面內轉動上工作台3。此時，晶圓4由於可自由 地保持在載體板6的晶圓保持孔內，因此可藉著上工 2與下工作台3的轉速調節，朝著其轉速快的工作台 方向連動（自轉）。又，轉動上下工作台2、3的同時 用安裝有偏心臂1 2的載體支架1 1以隨著載體板自轉 形運動使載體板6運動。藉此使上工作台負載支點的 與載體板的保持孔中心的PCD —致，並同時使下工 內使 的保 工作 當妖 ™ /、、、 公差 工作 含以 點的 磨裝 的載 方向 工作 供給 內轉 7在 轉動 作台 轉動 ，利 的圓 PCD 作台 -28- (24) 1275455 負載支點的PCD —致，可同時均勻硏磨晶圓4的表裏兩 面。 此時，不限定上工作台2及下工作台3的轉速，且不 限定對於各轉動方向、上工作台2及下工作台3的晶圓4 的按壓力。相對於上工作台及下工作台的矽晶圓表裏兩面 的按壓以藉著流體等的加壓方法進行爲佳’主要是藉配置 在上工作台的外罩部分加壓。通常對於上下工作台的晶圓 的按壓力爲1〇〇〜3 00g/cm2。此時，尤其不限定晶圓表裏 兩面的硏磨量及硏磨速度。 又，上述粉漿供給手段3 3例如可以在上工作台形成 複數個粉漿供給孔所構成。該等複數個粉漿供給孔即使晶 圓擺動時構成可經常供給粉漿至其表面，以配置使晶圓經 常存在的預定寬度圓環形狀的領域爲佳。此時，不限定使 用的粉漿種類。例如，在硏磨矽晶圓時，可以採用含矽膠 的PH9〜11的鹼性溶液。粉漿的供給量雖是根據載體板的 大小不同而不加以限定，但是通常爲2.0〜6.0公升/分鐘。 • 如上述，使圓連結上工作台的負載支點時構成圓直徑 的上工作台負載支點的PCD及以圓連結保持在載體板的 晶圓中心時構成圓直徑的晶圓中心的PCD —致進行晶圓 硏磨，可藉此提高對於硏磨條件變更控制工作台形狀的反 應度。因此，在同時硏磨晶圓表裏兩面時，如上述提高工 作台變形的反應度，並且例如一邊控制如上工作台及/或 下工作台的溫度等硏磨條件進行晶圓的硏磨，藉以使工作 台形狀變形以抵銷隨著硏磨的進行產生的硏磨形狀的變 -29- (25) 1275455 化·’可容易一邊控制晶圓形狀進行硏磨。藉此，即使進行 複數成批晶圓的硏磨時，同樣可抑制晶圓形狀隨時間的變 化’不致使晶圓的形狀惡化’高.精度穩定控制晶圓形狀進 行硏磨。 此外’上述的兩面硏磨裝置是針對在載體板上保持複 數個晶圓進行硏磨晶圓時的說明，但是本發明不僅限於 此。同樣可運用在例如，載體板上逐片保持晶圓（葉片式） 進行硏磨的場合，此時，使上工作台負載支點的p c D與 保持在載體板的晶圓直徑~致，可獲得與上述同樣的效 果，本發明同時包含以上的場合。 其次’針對購成本發明第1樣態的其他形態的兩面硏 磨裝置說明如下。第4圖是表示本發明4種方式的兩面硏 磨裝置的槪略剖面說明圖。 該等4種方式的兩面硏磨裝置21，具備有晶圓保持 孔的複數載體板26、使載體板子自轉及公轉用的太陽齒 輪31與內齒輪32、黏貼有硏磨布25的上工作台22與下 工作台2 3及粉漿供給手段3 4，將晶圓2 4插入·保持在 複數載體板26的晶圓保持孔內，以黏貼硏磨布25的上工 作台22及下工作台23從上下夾持該等載體板26，從粉 漿供給手段一邊供給粉紫，以太陽齒輪3 1與內齒輪3 2使 載體板26自轉及公轉的同時，使上工作台22及下工作台 2 3以相對於晶圓呈垂直的轉軸爲中心轉動，藉此可同時 硏磨晶圓2 4的表裏兩面。 此時’在上工作台22上設置施以轉動及硏磨負載的 -30- (26) 1275455 汽缸27、將其負載傳達上工作台的外罩28，或者固定該 外罩與上工作台的螺栓等的固定手段29，並在上工作台 22內具備控制工作台溫度用的調溫手段（未圖示）。另一方 面，在下工作台23上，具備：將來自馬達及減速機（未圖 示）的轉動賦予下工作台的汽缸27、及支撐工作台負載的 推力軸承30’並在下工作台23內具備控制工作台溫度用 的調溫手段（未圖示）。 並且，黏貼在兩面硏磨裝置21的上工作台22下面及 下工作台23上面的硏磨布25與上述相同，可以使用一般 硏磨布的硬質泡沬氨基甲酸乙酯襯墊、不織布浸漬•硬化 氨基甲酸乙酯的軟質不織布襯墊等。 以上的兩面硏磨裝置21中，以圓連結上述上工作台 2 2的負載支點時構成圓直徑的上工作台負載支點的p c d 與以圓連結複數載體板26的中心時構成圓直徑的載體板 中心的PC D —致時，可提升相對於硏磨晶圓時硏磨條件 變更的工作台變形的反應度，藉此可高精度控制晶圓形狀 進行兩面硏磨裝置的反覆硏磨。 具體說明如下，如上述，兩面硏磨裝置21的上工作 台22是以螺栓等固定手段29保持在外罩28上，因此上 工作台22的負載支點爲上工作台22與外罩28結合部分 的固定手段29。因此，上工作台負載支點的pcD可以圓 連結上工作台的負載支點的固定手段29中心時所構成的 圓直徑表示。又’上述兩面硏磨裝置的載體板上形成有複 數個晶圓保持孔，使載體板的保持孔中心（保持在載體板 -31 - (27) 1275455 的晶圓中心）的平均PCD與上工作台負載支點的 困難。因此，以上的兩面硏磨裝置21的場合， 複數載體板26中心時構成圓直徑的載體板中心ί 成與上工作台負載支點的PCD —致。 此外’形成以圓連結下工作台23的負載支 圓直徑的下工作台負載支點的PCD與上述的上 載支點的PCD —致爲佳。如上述，兩面硏磨裝懼 推力軸承30保持著下工作台，因此下工作台23 點是與該推力軸承30的接合部分。因此，下工 支點的PCD可以連結該等推力軸承30固定部分 徑表示。如上述使下工作台負載支點的PCD與 負載支點的PCD —致時，更可以提昇相對於工 控制的反應度。 此時’使上工作台負載支點的PCD與載體 PCD —致’或使上工作台負載支點的PcD與下 載支點的PCD —致是以完全一致爲佳，但是 樣，在公差5mm以內使其一致即可，藉此可提 磨條件變更的工作台變形的反應度，本發明保含 合。 其次’使用上工作台負載支點的PCD與載 的PCD —致的4種方式的兩面硏磨裝置，顯示 晶圓表裏兩面的方法。 首先’將晶圓24插入•保持在形成有晶圓 複數載體板26之後，使用使上下工作台22、23 P C D —致 以圓連結 β PCD 形 點時構成 工作台負 【21是以 的負載支 作台負載 的圓的直 上工作台 作台形狀 板中心的 工作台負 與上述同 高對於硏 以上的場 體板中心 同時硏磨 保持孔的 朝著轉軸 -32- (28) 1275455 軸線方向進退的升降裝置（未圖示）以黏貼有硏磨布 上工作台22及下工作台23夾持保持在載體板26 圓24。隨後，從粉漿供給手段34 一邊供給粉漿， 轉動馬達（未圖不）經汽缸2 7在水平面上轉動上 2 2 ’並從下側轉動馬達（未圖示）經汽缸2 7在水平 動下工作台23。與此同時以太陽齒輪31與內齒輔 複數載體板26自轉及公轉，可藉此均勻硏磨晶圓 兩面。 此時，不限定對於上工作台及下工作台的轉速 動方向、上工作台及下工作台的晶圓的按壓力等， 往所進行的條件硏磨。 如上述，使用4種方式的兩面硏磨裝置，使以 ± 1作台負載支點時構成圓直徑的上工作台負載 PCD與以圓連結複數載體板中心時構成圓直徑的載 心的PCD ~致進行晶圓的硏磨，可提高相對於硏 變更的工作台形狀的反應度。因此，在硏磨晶圓時 述提高工作台變形的反應度，並且例如一邊控制如 € & /或下工作台的溫度等的硏磨條件進行晶圓的 W Μ ί吏X作台形狀變形抵銷隨硏磨進行產生硏磨形 t @胃〜邊控制晶圓形狀進行硏磨。藉此，在進行 St晶BI的硏磨時，同樣可抑制晶圓隨時間的變化， 晶m #彡#惡化，可以高精度穩定地控制晶圓形狀 磨。 # & ’參閱圖示針對本發明第2樣態的晶圓之 25的 上的晶 從上側 工作台 面上轉 32使 的表裏 、各轉 可以以 圓連結 支點的 體板中 磨條件 ，如上 上工作 硏磨， 狀的變 複數成 不會使 進行硏 兩面硏 -33- (29) 1275455 磨裝置的一例說明如下。第9圖爲本發明第2樣態的兩面 硏磨裝置的槪略剖面說明圖。 該兩面硏磨裝置101，具備有晶圓保持孔的載體板 106、 黏貼有硏磨布1〇5的上工作台102與下工作台1〇3 及供給粉漿用的粉漿供給手段1 1 6，將晶圓1 04插入•保 持在載體板1 〇 6的晶圓保持孔內，以上工作台1 〇 2及下工 作台1 03自上下方向夾持，而從粉漿供給手段i〗6 一邊供 給粉漿’使上工作台1 02及下工作台1 03相對於晶圓1 〇4 以垂直的轉軸爲中心轉動，可藉此同時硏磨晶圓丨04的表 裏面。 又，上工作台1 02設有施以轉動及硏磨負載的汽缸 107、 將其負載傳至上工作台102的外罩1〇8及固定該外 罩108與上工作台1〇2的螺栓等的固定手段109，此外， 上工作台1 02內具備控制工作台溫度用的調溫手段（未圖 示）。尤其不限定調溫手段，形成可針對配置在工作台內 的配管供給冷卻水或溫水。 該上工作台1 0 2是以螺栓等的固定手段1 〇 9保持在外 罩1 〇 8上，硏磨晶圓時，對於上工作台丨〇 2施以預定的負 載進行硏磨。因此，上工作台102的負載支點爲上工作台 102與外罩108接合部分的固定手段1〇9。 本發明的兩面硏磨裝置101在上工作台1〇2的負載支 點的固定手段1 09附近的負載支點部，例如第9圖表示固 定手段1 0 9的外圍側與中心側的2點設置形狀調節手段 1 1 5，藉此設置形狀調節手段1 1 5的調節，機械性按壓上 -34- (30) 1275455 工作台1 02使其形狀強制變形。如上述，本發明的兩面硏 磨裝置在硏磨晶圓時可因應硏磨布1 0 5的硏磨能力等隨時 間的變化而調節形狀調節手段1 1 5可強制高精度控制上工 作台1 02的形狀，因而可獲得高精度穩定硏磨晶圓的兩面 硏磨裝置。 此時，雖不特別限定形狀調節手段1 1 5，但是例如以 測微器爲佳。如上述，形狀調節手段爲測微器時，可正確 調節測微器，以機械式預定大小按壓上工作台使其強制變 形，可以使工作台精度良好地變形爲預定的形狀。 另一方面，下工作台103，具備：賦予下工作台來自 馬達及減速機（未圖示）轉動的汽缸107、設置支撐工作台 負載的推力軸承1 1 0及控制下工作台內與上工作台相同工 作台溫度用的未圖示的調溫手段。 該等上工作台102及下工作台103的材質以不銹鋼 (SUS)爲佳。以上工作台的材質爲不銹鋼（SUS)時，可以適 度使工作台變形，因此可以形狀調節手段等容易進行工作 台的變形。另外，針對黏貼在上工作台1 〇 2的下面及下工 作台103的上面，使晶圓表裏兩面鏡面化的硏磨布1〇5的 種類及材質’尤其不加以限定，例如可以使用一般硏磨布 的硬質泡沬氨基甲酸乙酯襯墊、不織布浸漬•硬化氨基甲 酸乙酯的軟質不織布襯墊等。例如軟質不織布是使用羅得 公司製Suba600等。其他可以使用在不織布構成的底布上 施以氨基甲酸乙酯樹脂的2層以上的硏磨布等。 又，粉漿供給手段116在上工作台上藉聯軸設置粉漿 -35- (31) 1275455 供給孔所構成，例如藉未圖示的電磁閥等可以使粉漿的供 給量變化。又，可以複數形成粉漿供給裝置’例如以配置 晶圓經常存在的預定寬度的圓環形領域內’即使載體板擺 動運動仍可對晶圓表面經常供給粉漿爲佳。 並且，載體板1 06在圓板形狀的板上例如形成5個晶 圓保持孔，可自由轉動地將晶圓1 04保持在此晶圓保持孔 內。對於該載體板1 06的材質等雖未加以特別限定，但是 例如使用以環氧玻璃製物爲佳。 該載體板106以載體支架111的環形部111(b)保持其 外圍部，載體板本身不會自轉，而是在與載體板面平行的 面（水平面）內圓形運動。又，在該載體支架111的環形部 1 1 1(b)外圍配設朝外圍突出的複數個軸承部1 1 1(a)。該載 體支架的各軸承部111(a)插有小直徑圓板形狀的偏心臂 112的偏心軸112(a)，該偏心臂112的各下面中心部上垂 設有轉軸1 12(b)。並在該等轉軸1 12(b)的前端分別固定鏈 輪1 1 3，各鏈輪1 1 3上以水平狀態架設一連的定時鏈 114。該等鏈輪113與定時鏈114構成與複數偏心臂112 同步轉動的同步手段。 此外，使連接一個鏈輪1 1 3的圓形運動用馬達（未圖 示）動作賦予一個鏈輪1 1 3轉動，經由該鏈輪〗丨3轉動定 時鏈1 1 4，使該定時鏈迴轉，與複數偏心臂！丨2同步以轉 軸112(b)爲中心在水平面內轉動。藉以使分別連結偏心臂 112的載體支架U1，或保持在該載體支架nl的載體板 106可在平行載體板的水平面內，偏心臂1 12的偏心軸 -36- 1275455 (32) 1 1 2 ( a)與轉軸1 1 2 (b )的距離間以同間隔從上下工作台 1 0 2、1 0 3的轉軸偏心而旋轉進行圓形運動。 如上述，藉著隨載體板106的自轉而圓形運動’載體 板1 0 6上的所有點可以描繪出相同大小的小圓軌跡。藉此 可以對保持在載體板1 〇 6的晶圓1 〇 4的全表裏兩硏磨面進 行均勻的硏磨。 上述兩面硏磨裝置中，以圓連結上工作台1〇2的 負載支點時構成圓直徑的上工作台負載支點的PCD(Pitch Circle Diameter)與以圓連結載體板106的各保持孔中心 時構成圓直徑的載體板保持孔中心的PCD —致爲佳。 具體說明如下，如上述兩面硏磨裝置1 0 1的上工作台 102是構成上工作台102與外罩108接合部分的固定手段 109。因此，上工作台負載支點的PCD可以圓連結上工作 台的負載支點的固定手段109的中心時所構成圓（節圓）的 直徑表示。另外，載體板106的保持孔中心的PCD如上 述爲一片載體板106的兩面硏磨裝置的場合，可以圓連結 形成在載體板1 06的晶圓保持孔的中心時（與保持在載體 板1 〇 0的晶圓1 0 4的晶圓中心大致一致）所構成圓的直徑 表示。 並且’使該等上工作台負載支點的PCD與載體板的 保持孔中心的PCD —致，可以提高相對於硏磨晶圓時的 硏磨粉漿供給量的調節及形狀調節手段調節的工作台變形 的反應度（尤其是線形），藉以獲得高精度控制所硏磨的晶 圓形狀而可穩定進行硏磨的兩面硏磨裝置。 -37- (33) 1275455 該等上工作台負載支點的PCD與載體板的保持 心的PCD在兩面硏磨裝置的設計階段中，藉著上工 與載體板的調節而形成一致。又針對既有的兩面硏磨 中，在載體板的製作階段中調節晶圓保持.孔的位置， 上工作台負載支點的PCD與載體板的保持孔中心的 一致，極爲簡便。 此時’使上工作台負載支點的P C D與載體板的 孔中心的PCD —致極爲重要，並且在硏磨中以該等 形成相同的位置爲佳。但是，兩面硏磨裝置1 〇 1的載 1 06如上述，從上下工作台的轉軸偏心轉動進行圓形 時’由於上工作台負載支點所製成的節圓直徑與載體 保持孔中心所製成的節圓直徑一致，而在硏磨中載 1 〇 6的保持孔中心的節圓位置隨著時間的變化，不能 作台負載支點的節圓與載體板的保持孔中心的節圓經 持一致。因此，以上的場合，只要以圓連結上工作台 支點的節圓與載體板的晶圓保持孔中心（保持在載體 晶圓的晶圓中心）的小圓形軌道的平均位置時的圓一 可，本發明所謂P C D的一致同時包含直徑的一致及 節圓位置的一致。 另外’上述中，使上工作台負載支點的PCD與 板的保持孔中心（保持在載體板的晶圓的晶圓中心）的 一致是包含直徑及節圓的位置而在公差5mm以內使 一致即可。更以上工作台負載支點的P C D與載置板 持孔中心的PCD完全一致爲佳，但是實際上當然多 孔中 作台 裝置 可以 PCD 保持 節圓 體板 運動 板的 體板 使工 常保 負載 板的 致即 上述 載置 PCD 該等 的保 少會 -38- (34) 1275455 產生公差，且一旦考慮硏磨中的偏心時在公差5mm以內 一致時可充分提高相對於硏磨條件變更的工作台變形的反 應度。即本發明所謂P C D的一致同時包含以上多少公差 的場合。 其次，使用第9圖表示的兩面硏裝置101，表示同時 硏磨晶圓表裏兩面的方法。 首先’將晶圓1 04插入·保持在形成有晶圓保持孔的 載體板1 0 6之後，利用使上下工作台1 〇 2、1 〇 3朝著轉軸 軸線方向進退的升降裝置（未圖示）以黏貼有硏磨布105的 上工作台102及下工作台1〇3夾持保持在載體板106的晶 圓1 04。隨後，從粉漿供給手段n 6 —邊供給粉漿，從上 側轉動馬達（未圖示）經由汽缸1〇7在水平面內轉動上工作 台1 0 2 ’或從下側轉動馬達（未圖示）經由汽缸1 〇 7在水平 面內轉動上工作台1 03。此時，晶圓1 04由於可自由轉動 地保持在載體板1 06的晶圓保持孔內，因此可藉著上工作 台1 02與下工作台：! 03的轉速調節，朝著其轉速快的工作 台轉動方向連動（自轉）。又，轉動上下工作台102、103 的同時’利用安裝有偏心臂1 1 2的載體支架1 1 1以隨著載 體板自轉的圓形運動使載體板106運動。藉此可同時均勻 硏磨晶圓1 0 4的表裏兩面。 此時，不限定上工作台1 02及下工作台1 03的轉速， 且不限定對於各轉動方向、上工作台102及下工作台103 的晶圓1 0 4的按壓力。相對於上工作台及下工作台的矽晶 圓表裏兩面的按壓以藉著流體等的加壓方法進行爲佳，主 -39- (35) 1275455 要是藉配置在上工作台的外罩部分加壓。通常對於上下 作台的晶圓的按壓力爲100〜300g/cm2。此時，尤其不 定晶圓表裏兩面的硏磨量及硏磨速度。 如上述在同時硏磨晶圓的表裏兩面時，藉著調節從 漿供給手段1 1 6所供給的粉漿供給量，控制硏磨面的 度’藉此可以優異的反應度持續控制工作台形狀進行晶 的硏磨。 粉漿供給手段所供給的粉漿供給量雖是根據載體板 大小不同而不加以限定，但是通常爲2.0〜6.0公升/分鐘 此時，藉粉漿供給量的調節，可控制硏磨中硏磨面的 度，以優異的反應度控制工作台形狀。藉此，不致使晶 形狀惡化進行穩定的硏磨。此時，雖不限定使用粉漿的 類，例如，在硏磨矽晶圓時，可以採用含矽膠的PH9〜 的驗性溶液。 此時，以對應硏磨布的使用時間進行粉漿供給量的 節爲佳，可藉此配合硏磨布的硏磨能力等隨時間的變化 度良好地控制工作台形狀。粉漿供給量的調節例如隨著 磨布使用時間的增長，隨時間調節減少粉漿供給量使晶 形狀不脫離管理目標値的範圍’可利用硏磨裝置或硏磨 件適當設定其比例。例如，以硏磨每5成批的晶圓時分 調低0.2公升/分鐘左右的粉漿供給量，藉以使工作台 狀變形以抵銷隨硏磨的進行產生晶圓形狀的變化’可容 一邊控制晶圓形狀進行硏磨。因此’在硏磨複數成批的 圓時，可抑制晶圓形狀隨時間的變化’不致使晶圓的形 工 限 粉 溫 圓 的 〇 溫 圓 種 11 調 稩 硏 圓 條 別 形 易 晶 狀 -40- (36) 1275455 惡化’可精度良好地控制晶圓形狀進行穩定的硏磨。 又’如上述同時硏磨晶圓表裏兩面時，在上工作台的 負載支點部設置形狀調節手段，調節該形狀調節手段持續 控制工作台形狀進行硏磨，藉形狀調節手段使上工作台的 形狀強制變形，因此可配合晶圓形狀隨時間的變化適當控 制工作台形狀。 例如’第10(a)圖所示，在構成上工作台1〇2的負載 支點的固定手段1 0 9外圍側與中心側的2點設置上述例示 的測微器作爲形狀調節手段1 1 5，設置在該等各負載支點 部的2個測微器中，調節使固定手段丨09外圍側的測微器 向上方鬆開，向下方按壓中心側的測微器，如第10(b)圖 所示可控制使上工作台1 02的形狀形成朝下方突出。相反 的，將固定手段1 〇 9外圍側的測微器向下方按壓，調節使 中心側的測微器朝著上方鬆開，如第1 0(c)圖所示，控制 上工作台102的形狀呈向上突出。 此時，預先形成硏磨溫度等硏磨條件與晶圓形狀變化 的關係以決定測微器的調節量。根據該硏磨條件與晶圓形 狀的關係適當調節測微器，可藉此使工作台形狀變形抵銷 隨著硏磨進行產生的晶圓形狀的變化，可一邊容易控制晶 圓形狀進行硏磨。藉此，在進行複數成批的硏磨時，可抑 制晶圓形狀隨時間的變化，不致使晶圓形狀惡化可精度良 好地控制，進行穩定的硏磨。 另外，此時，使以圓連結上工作台的負載支點時構成 圓直徑的上工作台負載支點的PCD與以圓連結載體板的 -41 - (37) 1275455 晶圓中心時構成圓直徑的晶圓中心的P C D —致爲佳。如 上述，使上工作台負載支點的P C D與晶圓中心的P C D — 致時’可更提升粉漿供給量調節的工作台形狀的控制，及 形狀調節手段的調節對於工作台形狀控制的反應度，可高 精度控制工作台形狀。因此，相對於硏磨進行時產生晶圓 形狀隨時間的變化，可精度良好地控制工作台形狀以抵銷 其變化，因此可容易一邊控制晶圓形狀進行硏磨。因此， 即使反覆硏磨複數成批的晶圓時，仍可精度良好地維持晶 圓形狀，進行穩定的硏磨。 根據粉漿供給量的變化（調節）對工作台變形的反應 度，及形狀調節手段的調節對工作台變形的反應度評估如 下，使粉漿供給量變化，或調節形狀調節手段進行硏磨， 針對晶圓形狀的反應度（尤其是線性）顯示進行實驗的結 果。 使用第9圖表式的兩面硏磨裝置作爲晶圓的兩面硏磨 裝置。該兩面硏磨裝置，例如上工作台負載支點PCD爲 600mm，與載體板的保持孔中心的pcD600mm —致，並且 載體板以不隨著自轉的公轉運動時，載體板的保持孔中心 所獲得的節圓的平均位置與上工作台負載支點所獲得的節 圓位置一致。另外’在構成上工作台1 02負載支點的固定 手段1 09的外圍側與中心側的2點設置作爲形狀調節手段 1 1 5的測微器，藉此可強制使工作台形狀變形。 使用該兩面硏磨裝置，首先，在載體板（具有5個保 持孔的載體板）的各晶圓保持孔內分別可自由轉動地插入 -42- (38) 1275455 5片（1成批）直徑3 00mm的矽晶圓。各晶圓是以黏貼軟質 不織布（硏磨襯墊）的上下工作台以200g/cm2力按壓。 隨後’該等上下硏磨襯墊按壓在晶圓表裏兩面的狀態 下，從上工作台側供給粉漿轉動上下工作台，另外藉著圓 形運動用馬達使定時鏈在周圍轉動，使載體板不隨著自轉 而進行圓形運動（直徑10cm左右的圓形運動），硏磨晶圓 的表裏兩面。此外，在此所使用的粉漿是使用分散於 ρ Η 1 0 · 5鹼性溶液中的粒度〇 · 〇 5 // m的矽膠所構成的硏磨 粉。 (根據粉漿供給量變化（調節）之工作台變形的反應度） 爲了評估根據粉漿供給量變化之工作台變形的反應 度，以等間隔5階段變化粉漿供給量，針對粉漿供給量變 化的晶圓形狀的反應度調查如下。實際上，將實驗條件1 的粉漿供給量設定爲3 · 0公升/分鐘，並在實驗條件2〜 實驗條件5之間以每0·2公升/分鐘的供給量變化（增 加），確認相對於粉漿供給量變化的晶圓形狀的變化（工作 台形狀的變化）。此時，針對其他條件盡可能以同一條 件，尤其是硏磨布是使用大致相同使用時間進行實驗。 此時，可以直接觀察工作台形狀的變化評估工作台變 形的反應度，但是實際上硏磨晶圓的形狀極爲重要。因 此，本實驗中表示晶圓形狀的參數可測定硏磨後晶圓的凹 凸，確認中心部與外圍部的厚度，藉此針對粉漿供給量變 化之晶圓形狀的反應度進行評估。測定時以實驗條件3的 形狀爲基準，當測定爲凸形狀時爲正，凹形狀時爲負側， -43- (39) 1275455 相對評估其變化。 (根據形狀調節手段的調節之工作台變形的反應度） 爲評估根據形狀調節手段的調節之工作台變形的反應 度’分別上下調節設置在上工作台的外罩附近外圍側的測 微器與中心側的測微器，藉此以5個條件使工作台形狀變 化進行硏磨。 亦即，以實驗條件3的狀態（外圍側的測微器與中心 側的測微器的高度相同）爲基準，以朝上方鬆開外圍側的 測微器爲實驗條件2，並以朝著下方按壓中心側的測微器 爲實驗條件1。另外相反的，以實驗條件3爲基準，以朝 著上方鬆開中心側的測微器爲實驗條件4，並以朝下方按 壓外圍側的測微器爲實驗條件5。即實驗條件1及2是控 制使上工作台的形狀形成如第10(b)表示的下凸形狀，實 驗條件4及5則是形成如第1 0(c)表示的上凸形狀，確認 相對於該形狀調節手段調節的晶圓形狀的變化。 此時，其他條件盡可能設定爲相同的條件，尤其是硏 磨布是使用大致相同使用時間進行實驗。另外，表示晶圓 形狀的參數是與上述相同，可測定硏磨後晶圓的凹凸針對 形狀調節手段調節的晶圓形狀的反應度進行評估。 以第1 2圖表示測定粉漿供給量的變化之晶圓形狀的 反應度的結果，並以第1 3圖表示測定形狀調節手段的調 節之晶圓形狀的反應度的結果。該等的測定結果是以各個 實驗條件描繪5片（1成批）的平均値。變化粉漿供給量的 場合，如第12圖表不’可獲知其線性佳（相關係數 -44- (40) 1275455 0-99 8)，對於粉漿供給量變化之晶圓形狀的反應度（即，工 作台變形的反應度）佳。另外調節形狀調節手段的場合， 同樣地如第1 3圖所示，可獲知其線性佳（相關係數 0.995) ’對於粉漿供給量變化之晶圓形狀的反應度佳。 根據以上的實驗結果，可獲得非常良好的粉漿供給量 或形狀調節手段的調節之工作台形狀的反應度。藉此，例 如相對於使用相同的硏磨布連續反覆進行硏磨所產生的晶 圓形狀的變化，爲抵銷此一變化，可考慮第1 2圖或第1 3 圖表示晶圓形狀的反應度（線性）調節粉漿供給量或形狀調 節手段，藉以使晶圓形狀不致惡化，可以高精度進行穩定 的硏磨。 另外，如上述，粉漿供給量的調節，或形狀調節手段 的調節雖可以分別的方式進行精度良好地控制工作台形 狀，但是更可以利用粉漿供給量與形狀調節手段配合調 節，或工作台溫度也可以利用工作台內的調溫手段加以配 合調節，而可以更高精度容易控制工作台形狀。藉此，可 以高精度控制晶圓形狀穩定進行硏磨。又，即使反覆進行 複數成批晶圓的硏磨，仍可以爲維持極高精度的各成批晶 圓的形狀穩定地進行硏磨。 並且，利用該等粉漿供給量的調節及形狀調節手段的 調節對於工作台形狀的控制也可以各成批硏磨時調節，或 者在硏磨中調節。通常在各成批硏磨調節時，可充分控制 晶圓形狀。例如，在硏磨數成批的晶圓後，檢查晶圓形 狀，可對應其晶圓形狀隨時間變化進行粉漿供給量的調節 -45- (41) 1275455 及/或形狀調節手段的調節控制工作台形狀後，進 成批的硏磨。 其次’針對本發明第2樣態的其他形態的兩面 置說明如下，第1 1圖是表示本發明4種方式的兩 裝置的槪略剖面說明圖。該4種方式的兩面硏 1 2 1 ’具備有晶圓保持孔的複數個載體板丨2 6、使 自轉及公轉用的太陽齒輪131與內齒輪132、黏貼 布125的上工作台122與下工作台123及粉漿供 134’將晶圓124插入·保持在複數個載體板126 保持孔內，以黏貼硏磨布125的上工作台122及下 123從上下方同夾持該等載體板126，從粉漿供 134 —邊供給粉漿，以太陽齒輪13ι與內齒輪132 板126自轉及公轉的同時，使上作台122與下工作 相對於晶圓以垂直的轉軸爲中心轉動，藉此可同時 圓124的表裏兩面。 此時，上工作台1 22設置有施以轉動及硏磨負 缸1 2 7、將其負載傳達至上工作台的外罩1 2 8及固 罩128與上工作台122的螺栓等的固定手段129, 工作台1 22內具備控制工作台溫度用的調溫手！ 示）。 上工作台1 2 2的負載支點爲上工作台1 2 2與外 的接合部分的固定手段1 29。本發明的兩面硏磨裝 設置形成上工作台122之負載支點的固定手段129 負載支點部，例如在第1 1圖表示的固定手段1 2 9 行隨後 硏磨裝 面硏磨 磨裝置 載體板 有硏磨 給手段 的晶圓 工作台 給手段 使載體 ，台 123 硏磨晶 載的汽 定該外 並在上 泛（未圖 .罩 128 置 121 附近的 外圍側 -46- (42) 1275455 與中心側2點設置形狀調節手段1 3 3，藉此設置的形狀調 節手段1 3 3的調節，可機械式按壓上工作台1 22強制使其 形狀變形。以上本發明的兩面硏磨裝置在硏磨晶圓時可對 應硏磨布1 2 5的硏磨能力等隨時間的變化而調節形狀調節 手段1 3 3可強制精度良好地控制上工作台1 2 2的形狀，因 此可獲得高精度穩定進行晶圓硏磨的兩面硏磨裝置。 此時，形狀調節手段1 3 3雖不加以限定，但是例如以 測微器爲佳。以上的形狀調節手段爲測微器時，可正確調 節測微器，以機械式預定大小的力按壓使上工作台強制變 形，獲得預定形狀之精度良好工作台的變形。 另一方面’下工作台123設有將來自馬達及減速機 (未圖示）的轉動賦予下工作台的汽缸127，及支撐工作台 負載的推力軸承130，並且在下工作台123內具備控制工 作台溫度用的調溫手段（未圖示）。 該等上工作台122及下工作台123的材質是以不銹鋼 (SUS)爲佳，藉此可容易進行形狀調節手段的工作台變 形。又，尤其不限定黏貼上工作台122下面及下工作台 123上面的硏磨布125，但是也可以使用與上述相同之一 般硏磨布的硬質泡沫氨基甲酸乙酯襯墊、不織布浸漬•硬 化氨基甲酸乙酯的軟質不織布襯墊等。 此外’粉漿供給手段1 3 4是在上工作台上藉聯軸（未 圖示）設置粉漿供給孔所構成，例如可以未圖示的電磁閥 等變化粉漿的供給量。又，可以複數形成粉漿供給手段， 以配置可經常供給粉漿至晶圓表面爲佳。 -47- (43) 1275455 上述兩面硏磨裝置121中，以圓連結上工作台122的 負載支點時構成圓直徑的上工作台負載支點的PCD與以 圓連結複數載體板1 26的中心時構成圓直徑的載體板中心 的PCD —致爲佳。 具體說明如下，如上述兩面硏磨裝置121的上工作台 122的負載支點是位在上工作台122與外罩128接合部分 的固定手段129上。因此，上工作台負載支點的PCD可 以圓連結上工作台的負載支點的固定手段1 2 9的中心時構 成的圓直徑表示。另外，以上兩面硏磨裝置121的載體板 1 26上形成複數個晶圓保持孔，使以圓連結載體板的保持 孔中心時構成圓平均直徑的晶圓保持孔中心的PCD與上 工作台負載支點的PCD —致困難。因此，上述兩面硏磨 裝置1 2 1的場合，使以圓連結複數載體板1 2 6中心時構成 圓直徑載體板中心的PCD與上工作台負載支點的PCD — 致。藉此，在硏磨晶圓時，可提升硏磨粉漿供給量的調 節、或相對於形狀調節手段調節等的工作台變形的反應度 (尤其是線性），獲得高精度控制硏磨晶圓形狀而穩定進行 硏磨所成的兩面硏磨裝置。 此時，使上工作台負載支點的PCD與載體板中心的 PCD —致是以完全一致爲佳，但是與上述同樣地公差在 5mm以內一致即可，藉此可提高對於硏磨條件的調節之 工作台變形的反應度，本發明同時包含上述若干的公差。 其次，使用第1 1圖表示的4種方式的兩面硏磨裝 置’顯示同時硏磨晶圓表裏兩面的硏磨方法。 -48- (44) 1275455 首先，將晶圓1 24插入·保持在形成有晶圓保持孔的 複數個載體板1 2 6之後，利用使上下工作台1 2 2、1 2 3朝 著轉動軸線方向進退的升降裝置（未圖式）以黏貼硏磨布 125的上工作台122及下工作台123夾持著保持在載體板 126的晶圓124。隨後，從粉漿供給手段134 —邊供給粉 漿，從上側轉動馬達（未圖示）經由汽缸1 2 7使上工作台 122在水平面內轉動，或從下側轉動馬達（未圖示）經由汽 缸127使下工作台123在水平面內轉動。在此同時以太陽 齒輪131與內齒輪132使複數個載體板126自轉及公轉， 藉此可均勻地硏磨晶圓的表裏兩面。 此時，不限定對於上工作台及下工作台的轉速、各轉 動方向、上工作台及下工作台的晶圓的按壓力等，可以習 知進行的條件硏磨。 並且在同時硏磨晶圓的表裏兩面時，藉粉漿供給手段 1 3 4所供給粉漿供給量的調節，可控制硏磨面的溫度，藉 此可以優異的反應度持續控制工作台形狀進行晶圓的硏 磨，不致使晶圓形狀惡化可進行穩定的硏磨。此時，使用 的粉漿種類不限於上述相同種類。 此時，以對應硏磨布的使用時間進行粉漿供給量的調 節爲佳，因此可配合硏磨布的硏磨能力等隨時間變化而精 度良好地控制工作台形狀。例如，粉漿供給量的調節是以 隨著硏磨布使用時間的增長而調節隨時間減少粉漿的供給 量爲佳，可藉硏磨裝置或硏磨條件適當設定其比例。如上 述，對應硏磨布的使用時間進行粉漿供給量的調節，可隨 -49- (45) 1275455 著硏磨的進行抵銷晶圓形狀的變化而使得工作台形狀變 形’可容易一邊控制晶圓形狀進行硏磨。又，在硏磨複數 成批的晶圓時，同樣可抑制晶圓形狀隨時間的變化，不致 使晶圓的形狀惡化，可精度良好的控制晶圓形狀進行穩定 的硏磨。 另一方面，同時硏磨上述晶圓的表裏兩面時，在上工 作台1 22的負載支點部上設置形狀調節手段1 3 3，調節該 形狀調節手段1 3 3持續控制工作台形狀進行晶圓的硏磨。 藉此，使上工作台的形狀，如第10(b)圖及第（c)圖表示， 可藉著形狀調節手段強制變形，或預先構成硏磨溫度等的 硏磨條件與晶圓形狀的變化間明顯的關係，而根據其關係 可適當調節測微器，藉此隨著硏磨的進行使工作台形狀變 形以抵銷晶圓形狀的變化，可容易一邊進行晶圓形狀的控 制進行硏磨。另外，進行複數成批經硏的硏磨時，同樣可 控制晶圓形狀隨時間的變化，不致使晶圓的形狀惡化可精 度良好地進行穩定的硏磨。 另外此時，使以圓連結上工作台1 22的負載支點時構 成圓直徑的上工作台負載支點的PCD與以圓連結複數載 體板的中心時構成圓直徑的載體板中心的P C D —致進行 晶圓的硏磨爲佳。如上述，藉著上工作台負載支點的P C D 與載體板中心PCD的一致，可提高粉漿供給量調節之工 作台形狀的控制’及形狀調卽手段的調節對工作台形狀控 制的反應度，可高精度控制工作台形狀。因此，相對於隨 硏磨進行之晶圓形狀隨時間的變化，可精度良好地控制抵 -50- (46) 1275455 銷其變化的工作台形狀，因此可一邊更爲容易控制晶圓形 狀進行硏磨。藉此，即使反覆硏磨複數成批的晶圓時，仍 可精度良好地維持晶圓形狀，穩定進行硏磨。
此時，根據粉漿供給量變化（調節）的工作台變形的反 應度，及根據形狀調節手段調節的工作台變形的反應度具 有與上述的兩面硏磨裝置101同樣良好的反應度。因此， 相對於使用相同硏磨布反覆連續進行硏磨時所產生的晶圓 形狀變化的抵銷，可考慮晶圓形狀的反應度（線性）調節粉 漿供給量或形狀調節手段，藉以使晶圓形狀不致惡化，可 以高精度進行穩定的硏磨。 另外，配合粉漿供給量與形狀調節手段進行調節，或 工作台溫度同樣配合工作台內調溫手段調節，可更高精度 且容易地控制工作台形狀。因此，即使反覆進行複數成批 的晶圓時，仍可以極高精度地維持各成批晶圓的形狀，進 行穩定的硏磨。
並且，利用該等粉漿供給量的調節及形狀調節手段的 調節對於工作台形狀的控制是與上述相同，可以調節各個 硏磨晶圓，或者在硏磨中調節。 以下，顯示實施例及比較例更具體說明本發明，但本 發明不僅限於此。 首先，評估隨使用本發明之晶圓的兩面硏磨裝置與習 知晶圓的兩面硏磨裝置時硏磨條件變化之工作台形狀的反 應度時，針對晶圓形狀的反應度，尤其是線性進行實驗。 -51 - (47) 1275455 (實施例1 ) 晶圓的兩面硏磨裝置是如第1圖表示，使上工作台負 載支點的PCD爲600mm，與載體板的保持孔中心的（保持 在載體板的晶圓中心）PCD爲600mm —致。並且硏磨中使 用載體板的保持孔中心所形成節圓的平均位置與上工作台 負載支點所形成節圓的位置一致的載體片並以隨著自轉而 可圓形運動的兩面硏磨裝置。 使用該兩面硏磨裝置，首先，載體板（具有5個保持 孔的載體板）的各晶圓保持孔上分別插入5片（1成批）可自 由轉動的直徑300mm的矽晶圓。各晶圓是藉著黏貼軟質 不織布（硏磨襯墊）的上下工作台以200 g/cm2的力按壓。 隨後將該等上下硏磨襯墊按壓晶圓表裏兩面的狀態下 轉動上下工作台，從上工作台側一邊供給粉漿，利用圓形 運動用馬達使定時鏈周圍轉動。藉此，各偏心臂在水平面 內同步轉動，使連結各偏心軸的載體支架及載體板在平行 該板表面的水平面內隨自轉而進行圓形運動（直徑l〇cm左 右的圓形運動），硏磨晶圓的表裏兩面。並且，在此使用 的粉漿是使用分散於ρΗΙΟ.5鹼性溶液中的粒度0.05// m 的矽膠所構成的硏磨粉。 實施例1中，上述硏磨過程的期間，以等間隔使工作 台內的冷卻水溫度變化，可以變化硏磨條件調查晶圓形狀 的反應度。實際上硏磨條件1的冷卻水溫度爲22°C，並 分別以2°C溫度變化至30°C爲止（硏磨條件1〜硏磨條件5 爲止），確認對於此溫度變化的晶圓形狀的變化（工作台形 -52- (48) 1275455 狀的變化）。 此時，以表示晶圓形狀的參數，測定晶圓的凹凸，確 認中心部與外圍部的厚度，評估相對於硏磨條件變化之晶 圓形狀的反應度。此時，以實驗條件3的形狀爲基準，較 此形成凸形狀時爲正，凹形狀時則爲負側，相對地評估其 變化。 (比較例1 ) 比較例是如第5圖表示，上工作台負載支點的PCD 爲6 0 0mm，載體板的保持孔中心（保持於載體板的晶圓中 心）的PCD爲600mm，使載體板隨著自轉而以圓形運動進 行運動而硏磨晶圓表裏兩面的習知的兩面硏磨裝置。其他 的硏磨條件是與實施例1相同進行晶圓的硏磨（尤其是使 用與硏磨布的使用時間相同程度之物）。 上述實施例1及比較例1中，評估對於硏磨條件變化 的晶圓形狀反應度的結果表示在第6圖。是以5片晶圓的 平均値爲各個硏磨條件描繪所得。如第6圖表示，實施例 1中，線性佳（相關係數0.997)，可獲知對於硏磨條件變化 的晶圓形狀的反應度（即，工作台變形的反應度）良好。比 較例線性不良（相關係數0.898)，可獲知除了發散大之外 反應度也不良。 如上述，使用本發明的兩面硏磨裝置，形成對於硏磨 條件的工作台變形的良好反應度。藉此，例如爲抵銷使用 相同的硏磨布連續反覆進行硏磨所產生晶圓形狀的變化， -53- (49) 1275455 如第6圖所示考慮晶圓形狀的反應度（線性）控制工作台內 的溫度，藉以使晶圓形狀不致惡化，可以高精度穩定進行 硏磨。 (實施例2及比較例2) 使用與實施例1及比較例1相同的兩面硏磨裝置’針 對20成批的晶圓進行硏磨。 載體板（具有5個保持孔的載體板）的各晶圓保持孔內 分別插入可自由轉動的5片（1成批）的直徑3 00mm的矽晶 圓。各晶圓是利用黏貼軟質不織布（硏磨襯墊）的上下工作 台以200g/cm2的按壓力按壓進行硏磨。粉漿是使用分散 於pH 10.5鹼性溶液中的粒度0.05 // m的矽膠所構成的硏 磨粉。另外，此時不需更換硏磨布連續使用，反覆進行硏 磨。 此次的實驗（實施例2及比較例2)是各5成批的硏磨 中以工作台內的調溫手段將工作台的溫度以一定的條件調 節，藉以修正晶圓形狀的變化，進行20成批的晶圓硏 磨。各5成批的調節是以相同條件調節實施例2及比較例 2 〇 硏磨後，針對所獲得晶圓的形狀以GBIR加以評估。 GBIR(Global Back Ideal Range)是在晶圓內具有1個基準 面，相對於該基準面定義出最大、最小的位置位移的寬 度’相當於習知慣例之規格的TTV (全厚度偏差）。此次的 測定是使用 ADE公司製的靜電容量型平面度測定器 -54- (50) 1275455 (A F S 3 2 2 0 )進行評估。此時，以第1成批的g B IR爲基 準，描繪其相對變化。將其結果表示於第7圖。 如第7圖表示，實施例2由於使用本發明的兩面硏磨 裝置而獲得良好工作盤變形的反應度，因此各5成批的調 節可以將晶圓控制在一定範圍內，即使硏磨複數成批的晶 圓時仍可以使晶圓形狀維持在管理目標値（管理上限値）的 範圍內。但是，比較例2中即使在各5成批完成後以一定 的條件進行調節時，仍不能改善所預定的晶圓形狀，隨著 反覆硏磨的進行而使得晶圓形狀惡化，導致超出管理目標 値（管理上限値）的範圍外。這是由於工作台變形的反應度 差，不能修正預定工作台形狀的原因。 (實施例3及比較例3 ) 晶圓的兩面硏磨裝置是如第4圖所示，使用上工作台 負載支點的PCD爲8 00mm、載體板中心的PCD爲800mm 的4種方式的兩面硏磨裝置，針對20成批量的晶圓進行 硏磨（實施例3)。並且，爲了比較使用以往所使用的上工 作台負載支點的PCD爲800mm、載體板中心的PCD爲 8 5 0mm的4種方式的兩面硏磨裝置，針對20成批量的晶 圓進行硏磨（比較例3)。 5個載體板分別所形成的3個晶圓保持孔內插入總計 15片（1成批）直徑300mm的矽晶圓。各晶圓是利用黏貼 軟質不織布（硏磨襯墊）的上下工作台以200 g/cm2的按壓力 按壓進行硏磨。粉漿是使用分散於PH 1 〇 · 5鹼性溶液中的 -55- (51) 1275455 粒度〇 · 〇 5 // m的矽膠所構成的硏磨粉。此時，不需更換硏 磨布’在每5成批的硏磨中利用工作台內的調溫手段以一 定的條件調節工作台的溫度可一邊修正晶圓形狀的變化， 進行2 0成批晶圓的硏磨。每5成批的調節是以實施例3 及比較例3相同的條件進行。並以GBIR評估硏磨後所獲 得的晶圓形狀，以第1成批的GBIR爲基準，描繪其相對 的變化。將其結果表示於第8圖中。
如第8圖表示，實施例3由於使用本發明的兩面硏磨 裝置獲得良好的工作台變形的反應度，因此可以進行每5 成批的g周節將晶圓形狀控制在一定的範圍內，即使硏磨複 數成批的晶圓時仍可以將晶圓形狀維持在管理目標（管理 上限値）的範圍內。但是，比較例3在每5成批完成後即 使進行調節仍不能改善預定的晶圓形狀，因此隨著反覆進 行硏磨使得晶圓形狀惡化，超出管理目標値（管理上限値） 的範圍外。
(實施例4) 晶圓的兩面硏磨裝置有如第9圖表示，上工作台負載 支點PCD爲60 0mm，載體板的保持孔中心（保持在載體板 的晶圓中心）的PCD爲600mm，硏磨中載體板的保持孔中 心所形成節圓的平均位置與上工作台負載支點所形成節圓 的位置一致的載體板是使用隨著自轉而圓形運動的兩面硏 磨裝置，調節粉漿供給量持續控制工作台形狀，反覆進行 2〇成批量的矽晶圓的硏磨。 -56- (52) 1275455 首先，載體板（具有5個保持孔的載體板）的各晶圓保 持孔內分別插入可自由轉動的5片（1成批）的直徑3 00mm 的矽晶圓。各晶圓是利用黏貼軟質不織布（硏磨襯墊）的上 工作台以200g/cm2的按壓力按壓，使上工作台與下工作 台以轉軸爲中心轉動的同時，隨著載體的自轉而圓形運動 進行硏磨。粉漿是使用分散於ρΗΙΟ.5鹼性溶液中的粒度 0.0 5 // m的矽膠所構成的硏磨粉，初期是以粉漿供給量 4.0公升/分鐘實施。 2 〇成批晶圓的硏磨中，不需更換硏磨布，以每5成 批的硏磨降低0.2公升/分鐘的粉漿供給量，藉此修正晶 圓形狀的變化，反覆進行硏磨。 硏磨後，針對所獲得晶圓的形狀以GBIR加以評估。 GBIR(Global Back Ideal Range)是在晶圓內具有1個基準 面，相對於該基準面定義出最大、最小的位置位移的寬 度，相當於習知慣例之規格的TTV(全厚度偏差）。此次的 測定是使用 ADE公司製的靜電容量型平面度測定器 (AFS3 220)進行評估。此時，以第1成批的GBIR爲基 準，描繪其相對變化。將其結果表示於第1 4圖。 如第1 4圖表示，實施例4是藉著粉漿供給量的調 節，將晶圓形狀控制在一定範圍內，即使硏磨複數成批的 晶圓時仍可以使晶圓形狀維持在管理目標値（管理上限値） 的範圍內。 (實施例5及比較例4) -57- (53) 1275455 其次，使用與實施例4相同的兩面硏磨裝置作爲晶圓 的兩面硏磨裝置’在調溫手段的工作台內配管供給控制在 25 °C的水進行直徑3 00mm矽晶圓的1成批硏磨後，使溫 水流動工作台內的調溫手段變更溫度爲40 °C進行其次成 批矽晶圓的硏磨。此時，對應工作台的溫度變化調節測微 器的形狀調節手段，針對使上工作台形狀在第10(b)圖的 狀態下強制變形而進行硏磨所獲得的晶圓（實施例5)，及 未使用形狀調節手段進行硏磨所獲得的晶圓（比較例4)， 比較該等的晶圓形狀如下。 其結果，工作台溫度的變化時，調節形狀調段進行硏 磨後的實施例5的晶圓形狀是與以25 °C的工作台內溫度 硏磨的第1成批晶圓大致相同的形狀。如上述進行設置在 上工作台的形狀調節手段的調節，即使如工作台溫度產生 大的硏磨條件的變化時，仍可控制晶圓形狀硏磨。相對於 此，未使用形狀調節手段進行硏磨的比較例4的晶圓形狀 是形成晶圓形狀呈極端的中凸形狀。 (實施例6) 晶圓的兩面硏磨裝置是如第1 1圖所示，使用上工作 台負載支點的 PCD爲 800mm、載體板中心的 PCD爲 8 0 0mm的4種方式的兩面硏磨裝置，針對實施例6調節 粉漿供給量持續控制工作台形狀而硏磨的場合，反覆硏磨 20成批量的晶圓。 首先，5個載體板分別所形成的3個晶圓保持孔內插 -58- (54) 1275455
入總計1 5片（1成批）直徑3 Ο 0 m m的砂晶圓。各晶圓是利 用黏貼軟質不織布（硏磨襯墊）的上下工作台以200g/cm2的 按壓力按壓進行硏磨。粉漿是使用分散於PH 10· 5鹼性溶 液中的粒度〇. 〇 5 // m的矽膠所構成的硏磨粉，初期是以粉 漿供給量5.0公升/分鐘實施。又，20成批晶圓的硏磨 中，不需更換硏磨布，實施例6是以每5成批的硏磨降低 0.2公升/分鐘的粉漿供給量，藉此修正晶圓形狀的變化， 反覆進行硏磨。 硏磨後，針對所獲得晶圓的形狀以GBIR加以評估。 以第1成批的GBIR爲基準，描繪其相對的變化。將其結 果表示於第1 5圖。 如第1 5圖表示，實施例6是藉著粉漿供給量的調 節，將晶圓形狀控制在一定範圍內，即使硏磨複數成批的 晶圓時仍可以使晶圓形狀維持在管理目標値（管理上限値） 的範圍內。 ' (實施例7及比較例5 ) 其次，使用與實施例6相同的兩面硏磨裝置作爲晶圓 的兩面硏磨裝置，將工作台內的調溫手段控制在2 5 °C進 行直徑3 0 0 m m矽晶圓的1成批硏磨後，將工作台內的調 溫手段變更溫度爲40 °C進行其次成批矽晶圓的硏磨。此 時，對應工作台內的溫度變化調節測微器的形狀調節手 段’針對使上工作台形狀在第1 0(b)圖的狀態下強制變形 而進行硏磨所獲得的晶圓（實施例7)，及未使用形狀調節 -59- (55) 1275455 手段進行硏磨所獲得的晶圓（比較例5 )，比 形狀如下。 其結果，工作台溫度的變化時，調節形 磨後的實施例7的晶圓形狀是與以25。(：的 硏磨的第1成批晶圓大致相同的形狀。如上 上工作台的形狀調節手段的調節，即使如工 大的硏磨條件的變化時，仍可控制晶圓形狀 此，未使用形狀調節手段進行硏磨的比較例 是形成晶圓形狀呈極端的中凸形狀。 此外，本發明不僅限於上述實施形態。 僅屬卓純的例不，只要具有與本發明申請專 的技術思想產生實質相同的構成，可獲得相 不論爲何皆包含在本發明的技術領域中。 例如，上述實施形態中，本發明的兩面 例是表示載體板的運動是隨著載體板的自轉 動，但是本發明不僅限於此，只要可均勻硏 板運動即不論任何運動的兩面硏磨裝置皆屬 另外，上述實施例中，雖已針對晶圓的 晶圓形狀的參數加以評估，但是也可以其他 使上工作台負載支點的PCD與保持在載體 心平均的PCD(4種方式的兩面硏磨裝置爲 PCD)—致時，可提高對於工作台形狀控制 要爲工作台形狀所影響的晶圓品質不論任何 容易地控制。 較該等的晶圓 狀調段進行硏 工作台內溫度 述進行設置在 作台溫度產生 硏磨。相對於 5的晶圓形狀 上述實施形態 利範圍所記載 同的效果時， 硏磨裝置的一 而進行圓形運 磨晶圓的載體 之。 凹凸作爲顯示 的品質。βρ， 板上的晶圓中 載體板中心的 的反應度，只 品質都可加以 •60- (56) (56)1275455 又，對於所硏磨晶圓的直徑，實施例是舉例硏磨如直 徑3 0 0mm晶圓的兩面硏磨裝置已作說明，但是本發明不 僅限於此，直徑 200mm’或者硏磨其他直徑晶圓的兩面 硏磨裝置都可以適用。另外，尤其不限定形成於載體板的 晶圓保持孔的數量，可以3處、5處、7處等任意數量。 [圖式簡單說明】 第1圖是表示本發明第1樣態的兩面硏磨裝置一例的 槪略剖面說明圖。 第2圖爲第1圖的兩面硏磨裝置的上工作台的上視 圖。 第3圖爲第1圖的兩面硏磨裝置的載體板的上視圖。 第4圖是表示本發明第1樣態的的其他形態的（4種 方式）兩面硏磨裝置一例的槪略剖面說明圖。 第 5圖是表示習知的兩面硏磨裝置一例的剖面說明 圖。 第6圖是表示相對於實施例1及比較例1的硏磨條件 變化的晶圓形狀的反應度圖表。 第7圖是表示在實施例2及比較例2中，評估反覆硏 磨複數成批晶圓時之晶圓形狀控制性的圖表。 第8圖是表示在實施例3及比較例3中，評估反覆硏 磨複數成批晶圓時之晶圓形狀控制性的圖表。 第9圖是表示本發明第2樣態的兩面硏磨裝置一例的 槪略剖面說明圖。 -61 - (57) 1275455 第1 〇圖是表示根據形狀調節手段的調節使上工作台 變形的槪略說明圖。 第1 1圖是表示本發明第2樣態的的其他形態的（4種 方式）兩面硏磨裝置一例的槪略剖面說明圖。 第1 2圖是表示相對於粉漿供給量變化的晶圓形狀反 應度的圖表。 第1 3圖是表示根據形狀調節手段的調節之晶圓形狀 反應度的圖表。
第14圖是表示在實施例4中，評估反覆硏磨複數成 批晶圓時之晶圓形狀控制性的圖表。 第15圖是表示在實施例6中，評估反覆硏磨複數成 批晶圓時之晶圓形狀控制性的圖表。 主要元件對照表
1 兩面硏磨裝置 2 上工作台 3 工作台 4 晶圓 5 硏磨布 6 載體板 7 汽缸 8 外罩 9 固定手段 10 推力軸承 -62- (58)1275455 11 載體支架 11(a) 軸承 11(b) 環形部 12 偏心臂 12(a) 偏心軸 12(b) 轉軸 13 鏈輪 14 定時鏈 17 圓 18 直徑 19 保持孔 2 1 兩面硏磨裝置 22 上工作台 23 下工作台 24 晶圓 25 硏磨布 26 載體板 27 汽缸 28 外罩 29 固定手段 30 推力軸承 3 1 太陽齒輪 32 內齒輪 33 粉漿供給裝置
-63- (59) 1275455 4 1 兩 42 工 43 下 44 矽 45 硏 46 載 47 汽 48 外 49 固 50 推 10 1 兩 102 上 103 下 104 晶 105 硏 106 載 107 汽 108 外 109 固 110 推 111 載 111(a) 軸 111(b) 環形部 面硏磨裝置 作台 工作台 晶圓 磨布 體板 缸 罩 定手段 力軸承 面硏磨裝置 工作台 工作台 圓 磨布 體板 缸 罩 定手段 力軸承 體支架 承 (60)1275455 112(a) 偏心 軸 112(b) 轉 軸 113 鏈 輪 114 定 時 鏈 115 形 狀 調 節 手 段 116 粉 漿 供 給 手 段 12 1 兩 面 硏 磨 裝 置 122 上 工 作 台 123 下 工 作 台 124 晶 圓 125 硏 磨 布 126 載 體 板 127 汽 缸 128 外 罩 129 固 定 手 段 13 1 太 陽 齒 輪 13 2 內 W 輪 133 形 狀 三Η m 節 手 段 134 粉 漿 供 給 手 段
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