雙面磨削裝置及工件的雙面磨削方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種雙面磨削裝置，其特征在于：具有可自轉(zhuǎn)的環(huán)狀保持器，其沿徑向從外周側(cè)來(lái)支撐薄板狀的工件；及，一對(duì)磨石，其同時(shí)磨削被該環(huán)狀保持器所支撐的前述工件的兩面；而且，所述雙面磨削裝置還具備靜壓軸承，該靜壓軸承根據(jù)由前述環(huán)狀保持器的自轉(zhuǎn)軸方向和垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向這兩個(gè)方向所供給的流體的靜壓，由前述兩個(gè)方向非接觸支撐前述環(huán)狀保持器；并且，所述雙面磨削裝置可分別獨(dú)立地控制由前述自轉(zhuǎn)軸方向所供給的流體與由垂直于前述自轉(zhuǎn)軸的方向所供給的流體的供給壓力。由此，提供一種雙面磨削裝置及工件的雙面磨削方法，可改善因工件批次或磨石而產(chǎn)生的納米形貌的偏差，并且每次磨削時(shí)可穩(wěn)定地獲得高精度的納米形貌。
【專利說(shuō)明】
雙面磨削裝置及工件的雙面磨削方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙面磨削裝置及工件的雙面磨削方法，所述雙面磨削裝置同時(shí)對(duì)半導(dǎo)體晶片、曝光原版用石英基板等薄板狀工件的兩面進(jìn)行磨削。

【背景技術(shù)】
[0002]在采用以例如直徑300mm為代表的大直徑娃晶片(silicon wafer)的先進(jìn)器件中，要求使被稱為納米形貌(nano-topography)的表面起伏成分較小。納米形貌是晶片的表面形狀的一種，其波長(zhǎng)較彎曲、翹曲(warp)短且較表面粗糙度長(zhǎng)，用以表示0.2?20mm的波長(zhǎng)成分的凹凸；其PV值(峰值與谷值的差值，Peak to Valley)為0.1?0.2μπι的極淺的起伏成分。此納米形貌被認(rèn)為會(huì)影響器件工序中的淺溝槽隔離(Shallow TrenchIsolat1n, STI)工序的良率，對(duì)于成為器件基板的硅晶片，隨著設(shè)計(jì)規(guī)則的微細(xì)化，而被嚴(yán)格地要求。
[0003]納米形貌是在硅晶片的加工工序中產(chǎn)生的。尤其是在不具有基準(zhǔn)面的加工方法中，例如線鋸切斷、雙面磨削中，容易惡化，改善、管理線鋸切斷中的相對(duì)的鋼線的彎曲、雙面磨削中的晶片的歪曲(變形)是重要的。
[0004]此處，對(duì)先前的雙面磨削方法進(jìn)行說(shuō)明。圖10是表示先前的雙面磨削裝置的一個(gè)實(shí)例的概略圖。
[0005]如圖10所示，雙面磨削裝置101，具備:可自轉(zhuǎn)的環(huán)狀保持器102，其支撐薄板狀的工件W ;—對(duì)靜壓支撐構(gòu)件103，其根據(jù)流體的靜壓，非接觸支撐環(huán)狀保持器102 ;及，一對(duì)磨石(grindstone) 104，其同時(shí)磨削根據(jù)環(huán)狀保持器102所支撐的工件W的兩面。一對(duì)靜壓支撐構(gòu)件103分別位于環(huán)狀保持器102的側(cè)面的兩側(cè)。磨石104被安裝于馬達(dá)112上，可進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)。
[0006]使用此雙面磨削裝置101，首先，根據(jù)環(huán)狀保持器102，沿徑向從外周面?zhèn)戎喂ぜ。然后，一邊根據(jù)使環(huán)狀保持器102自轉(zhuǎn)，而使工件W自轉(zhuǎn)，一邊將流體供給至環(huán)狀保持器102與各個(gè)靜壓支撐構(gòu)件103之間，并根據(jù)流體的靜壓來(lái)支撐環(huán)狀保持器102。如此一來(lái)，使用根據(jù)馬達(dá)112而高速旋轉(zhuǎn)的磨石104，來(lái)磨削工件W的兩面，所述工件W—邊被環(huán)狀保持器102和靜壓支撐構(gòu)件103支撐一邊自轉(zhuǎn)。
[0007]在先前的雙面磨削中，使納米形貌惡化的因素有多種，例如，如專利文獻(xiàn)I中所述，已知環(huán)狀保持器的沿自轉(zhuǎn)軸的位置的錯(cuò)亂是重要的因素。因此，作為使環(huán)狀保持器高精度地旋轉(zhuǎn)的支撐方法，已知較優(yōu)選為使用一種靜壓軸承，所述靜壓軸承是利用由環(huán)狀保持器的自轉(zhuǎn)軸方向和垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向這兩個(gè)方向供給流體，而非接觸支撐環(huán)狀保持器(專利文獻(xiàn)2) ο
[0008]然而，即便使用此種靜壓軸承，仍然存在以下問(wèn)題:納米形貌可能惡化，無(wú)法穩(wěn)定地獲得聞精度的納米形貌。
[0009][現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0010](專利文獻(xiàn))
[0011]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2009-190125號(hào)公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2011-161611號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013][發(fā)明所要解決的課題]
[0014]因此，本發(fā)明人對(duì)納米形貌發(fā)生惡化的現(xiàn)象詳細(xì)調(diào)查后發(fā)現(xiàn):尤其是在原料工件的批次改變、或?qū)嵤┠ナ鼡Q后，發(fā)生納米形貌顯著改變的現(xiàn)象。
[0015]本發(fā)明是有鑒于如上所述的問(wèn)題而完成的，其目的在于提供一種雙面磨削裝置及工件的雙面磨削方法，所述雙面磨削裝置及工件的雙面磨削方法可改善因工件批次或磨石而產(chǎn)生的納米形貌的偏差，且每次磨削時(shí)可穩(wěn)定地獲得高精度的納米形貌。
[0016][解決課題的方法]
[0017]為了達(dá)成上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種雙面磨削裝置，其特征在于:具有可自轉(zhuǎn)的環(huán)狀保持器，其沿徑向從外周側(cè)來(lái)支撐薄板狀的工件；及，一對(duì)磨石，其同時(shí)磨削被該環(huán)狀保持器所支撐的前述工件的兩面；而且，所述雙面磨削裝置還具備靜壓軸承，該靜壓軸承根據(jù)由前述環(huán)狀保持器的自轉(zhuǎn)軸方向和垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向這兩個(gè)方向所供給的流體的靜壓，由前述兩個(gè)方向非接觸支撐前述環(huán)狀保持器；并且，所述雙面磨削裝置可分別獨(dú)立地控制由前述自轉(zhuǎn)軸方向所供給的流體與由垂直于前述自轉(zhuǎn)軸的方向所供給的流體的供給壓力。
[0018]若為此種雙面磨削裝置，則可獨(dú)立地控制環(huán)狀保持器的自轉(zhuǎn)軸方向與垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向的支撐剛性，即使進(jìn)行工件批次的變更或磨石更換，每次磨削時(shí)仍然可穩(wěn)定地獲得高精度的納米形貌。
[0019]此時(shí)優(yōu)選為，在由前述自轉(zhuǎn)軸的一方向供給前述流體的狀態(tài)下由另一方向?qū)η笆霏h(huán)狀保持器施加負(fù)荷，并將此時(shí)的負(fù)荷/位移量作為剛性A ;在由垂直于前述自轉(zhuǎn)軸的方向供給前述流體的狀態(tài)下由相反方向?qū)η笆霏h(huán)狀保持器施加負(fù)荷，并將此時(shí)的負(fù)荷/位移量作為剛性B ;此時(shí)，可控制前述流體的供給壓力，使前述剛性A成為200gf/ym以下、前述剛性B成為800gf/ym以上。
[0020]若為此種雙面磨削裝置，則可確實(shí)且穩(wěn)定地獲得更高精度的納米形貌。
[0021]又，根據(jù)本發(fā)明，提供一種工件的雙面磨削方法，其特征在于:根據(jù)環(huán)狀保持器，沿徑向從外周側(cè)來(lái)支撐薄板狀的工件并使其自轉(zhuǎn)，且根據(jù)一對(duì)磨石，同時(shí)磨削被前述環(huán)狀保持器所支撐的前述工件的兩面；并且，由前述環(huán)狀保持器的自轉(zhuǎn)軸方向和垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向這兩個(gè)方向，分別獨(dú)立地控制供給壓力并供給流體，一邊利用靜壓軸承并根據(jù)前述所供給的流體的靜壓由前述兩個(gè)方向非接觸支撐前述環(huán)狀保持器，一邊同時(shí)磨削前述工件的兩面。
[0022]若為此種方法，則可獨(dú)立地控制環(huán)狀保持器的自轉(zhuǎn)軸方向與垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向的支撐剛性，即使進(jìn)行工件批次的變更或磨石更換，每次磨削時(shí)仍然可穩(wěn)定地獲得高精度的納米形貌。
[0023]又，此時(shí)優(yōu)選為，在由前述自轉(zhuǎn)軸的一方向供給前述流體的狀態(tài)下由另一方向?qū)η笆霏h(huán)狀保持器施加負(fù)荷，并將此時(shí)的負(fù)荷/位移量作為剛性A ;在由垂直于前述自轉(zhuǎn)軸的方向供給前述流體的狀態(tài)下由相反方向?qū)η笆霏h(huán)狀保持器施加負(fù)荷，并將此時(shí)的負(fù)荷/位移量作為剛性B ;此時(shí)，控制前述流體的供給壓力，使前述剛性A成為200gf/ym以下、前述剛性B成為800gf/ym以上。
[0024]如此一來(lái)，可確實(shí)且穩(wěn)定地獲得更高精度的納米形貌。
[0025][發(fā)明的效果]
[0026]本發(fā)明，因?yàn)樵陔p面磨削裝置中，由環(huán)狀保持器的自轉(zhuǎn)軸方向和垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向這兩個(gè)方向，分別獨(dú)立地控制供給壓力并供給流體，一邊利用靜壓軸承并根據(jù)所供給的流體的靜壓由前述兩個(gè)方向非接觸支撐環(huán)狀保持器，一邊同時(shí)磨削工件的兩面，因此，可獨(dú)立地控制環(huán)狀保持器的自轉(zhuǎn)軸方向與垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向的支撐剛性，即使進(jìn)行工件批次的變更或磨石更換，每次磨削時(shí)仍然可穩(wěn)定地獲得高精度的納米形貌。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是表示本發(fā)明的雙面磨削裝置的一個(gè)實(shí)例的概略圖。
[0028]圖2是表示本發(fā)明的雙面磨削裝置的環(huán)狀保持器的一個(gè)實(shí)例的概略圖；(A)是環(huán)狀保持器的側(cè)視圖、(B)是環(huán)狀保持器的載具的側(cè)視圖。
[0029]圖3是說(shuō)明根據(jù)靜壓軸承來(lái)支撐環(huán)狀保持器的方法的說(shuō)明圖。
[0030]圖4是說(shuō)明供給的流體的供給壓力的調(diào)整方法的說(shuō)明圖。
[0031]圖5是表示實(shí)施例1的結(jié)果的圖。
[0032]圖6是表示實(shí)施例2的結(jié)果的圖。
[0033]圖7是表示實(shí)施例3的結(jié)果的圖。
[0034]圖8是表示實(shí)施例4的結(jié)果的圖。
[0035]圖9是表示比較例的結(jié)果的圖。
[0036]圖10是表示先前的雙面磨削裝置的一個(gè)實(shí)例的概略圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037]以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式加以說(shuō)明，但本發(fā)明并非限定于此實(shí)施方式。
[0038]根據(jù)本發(fā)明人的調(diào)查可知:如上所述，作為納米形貌惡化的重要因素，存在原料工件或所使用的磨石的影響。并且，本發(fā)明人在將靜壓軸承方式用于環(huán)狀保持器的支撐的方法中，針對(duì)降低原料工件或所使用的磨石的影響的方法，反復(fù)努力研究。其結(jié)果，發(fā)現(xiàn)以下事項(xiàng)。
[0039]認(rèn)為在先前的雙面磨削中，因原料工件的形狀或表面和背面的表面粗糙度及左右兩邊的磨石的自動(dòng)磨銳(self-sharpening)等的差異，而使左右兩面的磨削狀態(tài)有所不同，工件一邊受到來(lái)自左右兩邊的復(fù)雜的力一邊進(jìn)行磨削。因此，認(rèn)為每次磨削加工時(shí)左右兩邊的力的平衡性協(xié)調(diào)的工件旋轉(zhuǎn)面有微妙的不同，此工件旋轉(zhuǎn)面相對(duì)于的環(huán)狀保持器的旋轉(zhuǎn)面的背離會(huì)產(chǎn)生局部的加工壓力差，而導(dǎo)致微小的納米形貌發(fā)生惡化。
[0040]為了防止此納米形貌的惡化，認(rèn)為以下操作較為有效:降低環(huán)狀保持器的自轉(zhuǎn)軸方向的支撐剛性并提高支撐的自由度，由此，使環(huán)狀保持器可相對(duì)于工件旋轉(zhuǎn)面而跟著旋轉(zhuǎn)，結(jié)果可消除局部的加工壓力差，其中，所述工件旋轉(zhuǎn)面，每次磨削加工時(shí)左右不同的力的平衡性協(xié)調(diào)。
[0041]但是，在先前的靜壓軸承中，因?yàn)槭且韵率龇绞綐?gòu)成:將由環(huán)狀保持器的自轉(zhuǎn)軸方向和垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向這兩個(gè)方向供給的流體，由I個(gè)供給源供給，且該供給壓力全部相同。因此，根據(jù)提高環(huán)狀保持器的自轉(zhuǎn)軸方向的支撐的自由度，其垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向的支撐剛性也同時(shí)降低。因此，導(dǎo)致易于發(fā)生垂直于環(huán)狀保持器的自轉(zhuǎn)軸的方向的偏心旋轉(zhuǎn)，而妨礙穩(wěn)定的磨削加工。
[0042]因此，在本發(fā)明中，利用使由環(huán)狀保持器的自轉(zhuǎn)軸方向與垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向所供給的流體，可分別獨(dú)立地供給，也就是說(shuō)，使供給壓力可獨(dú)立地控制，若以此種方式構(gòu)成，則可提高自轉(zhuǎn)軸方向的支撐的自由度，并且一邊維持垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向的支撐剛性，一邊進(jìn)行磨削，其結(jié)果為，可穩(wěn)定地獲得更高精度的納米形貌。
[0043]本發(fā)明人基于此研究結(jié)果，進(jìn)一步對(duì)實(shí)施這些所需的最佳方式加以詳查，而完成本發(fā)明。
[0044]首先，對(duì)本發(fā)明的雙面磨削裝置加以說(shuō)明。
[0045]如圖1所示，本發(fā)明的雙面磨削裝置1，主要具備:環(huán)狀保持器2，其支撐工件W ;靜壓軸承3，其根據(jù)流體的靜壓來(lái)非接觸支撐環(huán)狀保持器2 ;及，一對(duì)磨石4，其同時(shí)磨削工件W的兩面(左面和右面)。
[0046]環(huán)狀保持器2沿徑向從外周側(cè)來(lái)支撐工件W，可繞著自轉(zhuǎn)軸作自轉(zhuǎn)。如圖2(A)所示，環(huán)狀保持器2是由下述構(gòu)件所構(gòu)成:載具(carrier) 5，其中央具有用于插入并支撐晶片W的保持孔；保持器部6，其安裝載具5 ;及，環(huán)部7，其用于將所安裝的載具5壓住。如圖2(A)、圖2(B)所示，載具5上設(shè)置有安裝孔8，所述安裝孔8用于以螺絲等來(lái)安裝保持器部6。
[0047]配設(shè)有連接于保持器用馬達(dá)9上的驅(qū)動(dòng)齒輪10，以使環(huán)狀保持器2自轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)齒輪10與內(nèi)齒輪部11嚙合，根據(jù)以保持器用馬達(dá)9使驅(qū)動(dòng)齒輪10旋轉(zhuǎn)，可通過(guò)內(nèi)齒輪部11來(lái)使環(huán)狀保持器2自轉(zhuǎn)。
[0048]又，如圖2(A)所示，在載具5的保持孔的邊緣部，形成有朝向內(nèi)側(cè)突出的突起14。此突起與工件W的周邊部上所形成的被稱為凹槽(notch)的切口的形狀相配合，可將環(huán)狀保持器2的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作傳達(dá)至工件W。
[0049]環(huán)狀保持器2，可被靜壓軸承3支撐而高精度地旋轉(zhuǎn)。
[0050]此處，對(duì)靜壓軸承3加以描述。如圖3所示，靜壓軸承3是由以下構(gòu)件所構(gòu)成:軸承部3a，其與環(huán)狀保持器2的兩邊的側(cè)面相對(duì)向地配置；及，軸承部3b，其與環(huán)狀保持器2的外周面相對(duì)向地配置。在軸承部3a上，設(shè)置有用于對(duì)環(huán)狀保持器2的兩邊的側(cè)面供給流體的供給孔；在軸承部3b上，設(shè)置有用于對(duì)外周面供給流體的供給孔。
[0051]如圖3所示，經(jīng)由這些供給孔，由流體供給手段20，將流體13a由環(huán)狀保持器2的自轉(zhuǎn)軸方向供給至環(huán)狀保持器2的側(cè)面與軸承部3a之間，并將流體13b由垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向供給至環(huán)狀保持器2的外周面與軸承部3b之間。
[0052]如此一來(lái)，根據(jù)所供給的流體的靜壓，軸承部3a由環(huán)狀保持器2的自轉(zhuǎn)軸方向，并且，軸承部3b由垂直于環(huán)狀保持器2的自轉(zhuǎn)軸方向的方向，以非接觸的狀態(tài)來(lái)支撐環(huán)狀保持器2。
[0053]流體供給手段20以下述方式構(gòu)成:可分別獨(dú)立地控制由自轉(zhuǎn)軸方向所供給的流體13a、與由垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向所供給的流體13b的供給壓力。除此以外，流體供給手段20并無(wú)特別限定，例如，可在流體的供給路徑上設(shè)置壓力調(diào)整閥以分別調(diào)整供給壓力、或設(shè)置完全獨(dú)立的2個(gè)流體供給手段。作為此處供給至靜壓軸承3的流體，并無(wú)特別限定，可使用例如水或空氣等。
[0054]如圖1所示，磨石4連接于磨石用馬達(dá)12，可高速旋轉(zhuǎn)。此處，磨石4并無(wú)特別限定，可使用與先前相同的磨石。例如，可使用平均磨粒粒徑為4μπι且編號(hào)#3000的磨粒。并且，可使用編號(hào)#6000?8000的大編號(hào)的磨粒。作為此例,可列舉由平均粒徑I μ m以下的金剛石磨粒與玻璃化熔結(jié)(vitrified bond)材料所構(gòu)成的磨石。
[0055]若為此種雙面磨削裝置1，可利用分別獨(dú)立地控制供給至靜壓軸承3的流體的供給壓力，而獨(dú)立地控制環(huán)狀保持器2的自轉(zhuǎn)軸方向與垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向的剛性。因此，可降低環(huán)狀保持器2的由自轉(zhuǎn)軸方向所供給的流體的供給壓力，以降低此方向的環(huán)狀保持器2的剛性，也即，提高支撐的自由度，并且同時(shí)提高環(huán)狀保持器2的由垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向所供給的流體的供給壓力，以使此方向的環(huán)狀保持器2維持足夠高的剛性，在此狀態(tài)下來(lái)支撐環(huán)狀保持器2。若如此地支撐環(huán)狀保持器2，則可在磨削加工過(guò)程中抑制局部的壓力差，即使進(jìn)行工件批次的變更或磨石更換，每次磨削時(shí)仍然可穩(wěn)定地獲得高精度的納米形貌。
[0056]此處，關(guān)于上述剛性的定義，在由自轉(zhuǎn)軸的一方向供給流體的狀態(tài)下，由另一方向?qū)Νh(huán)狀保持器2施加負(fù)荷，測(cè)定環(huán)狀保持器2的位移量，并將測(cè)定時(shí)的負(fù)荷/位移量(gf/ym)作為自轉(zhuǎn)軸方向的剛性Α。又，在由垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向供給流體的狀態(tài)下，由相反方向?qū)Νh(huán)狀保持器2施加負(fù)荷，測(cè)定環(huán)狀保持器2的位移量，并將測(cè)定時(shí)的負(fù)荷/位移量(gf/U m)作為垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向的剛性B。
[0057]優(yōu)選為，流體供給手段20可控制流體的供給壓力，使剛性A為200gf/ μ m以下，剛性B為800gf/ym以上。
[0058]若為此種流體供給手段，則可更確實(shí)地抑制上述局部的壓力差，而可確實(shí)且穩(wěn)定地獲得更高精度的納米形貌。
[0059]再者，若并未使用特別的增壓手段，則供給水壓通常為0.30Mpa左右，此時(shí)的剛性的上限為1500gf/ym左右。又，雖然取決于環(huán)狀保持器的重量，但為了作為靜壓軸承而發(fā)揮作用，要求具有50gf/ μ m以上的剛性。
[0060]然后，對(duì)本發(fā)明的工件的雙面磨削方法加以說(shuō)明。此處，對(duì)使用圖1至圖3中所示的本發(fā)明的雙面磨削裝置I的情況，加以說(shuō)明。
[0061]首先，根據(jù)環(huán)狀保持器2，沿徑向從外周側(cè)來(lái)支撐例如硅晶片等薄板狀的工件W。如上所述地配置用于支撐此環(huán)狀保持器2的靜壓軸承3，也即，使軸承部3a與環(huán)狀保持器2的兩邊的側(cè)面相對(duì)向，并使軸承部3b與環(huán)狀保持器2的外周面相對(duì)向。
[0062]然后，經(jīng)由靜壓軸承3的供給孔，由流體供給手段20，將流體由環(huán)狀保持器2的自轉(zhuǎn)軸方向供給至環(huán)狀保持器2的側(cè)面與軸承部3a之間，并將流體由垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向供給至環(huán)狀保持器2的外周面與軸承部3b之間。根據(jù)這些供給的流體的靜壓，軸承部3a由環(huán)狀保持器2的自轉(zhuǎn)軸方向，并且，軸承部3b由環(huán)狀保持器2的垂直于自轉(zhuǎn)軸方向的方向，以非接觸的狀態(tài)來(lái)支撐環(huán)狀保持器2。
[0063]如此一來(lái)，根據(jù)靜壓軸承3，由環(huán)狀保持器2的自轉(zhuǎn)軸方向和垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向這兩個(gè)方向，來(lái)支撐環(huán)狀保持器2，并且一邊根據(jù)保持器用馬達(dá)9使環(huán)狀保持器2自轉(zhuǎn)，一邊根據(jù)磨石用馬達(dá)12使磨石4旋轉(zhuǎn)，來(lái)同時(shí)磨削工件W的兩面。
[0064]根據(jù)本發(fā)明的工件的雙面磨削方法，與上述本發(fā)明的雙面磨削裝置的說(shuō)明相同地，因?yàn)榭瑟?dú)立控制環(huán)狀保持器的自轉(zhuǎn)軸方向與垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向的剛性，因此，可使環(huán)狀保持器2在垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向上維持足夠高的剛性，并且可提高環(huán)狀保持器2的自轉(zhuǎn)軸方向的支撐的自由度，以在磨削加工過(guò)程中抑制局部的壓力差。其結(jié)果為，即使進(jìn)行工件批次的變更或磨石更換，每次磨削時(shí)仍然可穩(wěn)定地獲得高精度的納米形貌。
[0065]此時(shí)，可利用調(diào)整所供給的流體的供給壓力，而容易地控制環(huán)狀保持器的剛性。具體而言，若提高供給壓力則可使剛性變高，若降低供給壓力則可使剛性變低。例如，優(yōu)選的流體的供給壓力，為分別使上述自轉(zhuǎn)軸方向的剛性A成為200gf/ μ m以下，使垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向的剛性B成為SOOgf/ym以上。
[0066]如此一來(lái)，可確實(shí)且穩(wěn)定地獲得更高精度的納米形貌。
[0067][實(shí)施例]
[0068]以下，示出本發(fā)明的實(shí)施例和比較例，更為具體地說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并非限定于這些實(shí)施例。
[0069](實(shí)施例1至4)
[0070]使用圖1中所示的本發(fā)明的雙面磨削裝置1，進(jìn)行直徑300mm的硅晶片的雙面磨削。使用由玻璃化熔結(jié)材料所構(gòu)成的SD#3000磨石(日本聯(lián)合材料股份有限公司(A.L.Μ.T.)制造的玻璃化磨石)來(lái)作為磨石。磨削量為40 μ m。使用水來(lái)作為用于支撐環(huán)狀保持器的流體。
[0071]將供給至環(huán)狀保持器的自轉(zhuǎn)軸方向與垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向的流體的供給壓力，進(jìn)行如下調(diào)整。
[0072]如圖4所示，為了測(cè)定環(huán)狀保持器的位移量，而設(shè)置渦電流式的傳感器21、22。并且，根據(jù)測(cè)力計(jì)(force gauge)由傳感器的相反側(cè)施加10?30牛頓(N)的負(fù)荷,調(diào)整對(duì)于靜壓軸承的各個(gè)供給水壓，以使根據(jù)負(fù)荷/位移量(gf/ μ m)計(jì)算出來(lái)的剛性A和剛性B成為所需值。
[0073]在各實(shí)施例1至4中，使剛性B為1200gf/ym(實(shí)施例1)、800gf/ μ m(實(shí)施例2)、600gf/μ m(實(shí)施例3)、400gf/ μ m(實(shí)施例4)，并使剛性A變化，進(jìn)行硅晶片的雙面磨削，并評(píng)估雙面磨削后的納米形貌。
[0074][比較例]
[0075]使用先前的雙面磨削裝置，該雙面磨削裝置無(wú)法分別獨(dú)立地控制由環(huán)狀保持器的自轉(zhuǎn)軸方向與垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向這兩個(gè)方向供給的流體，使由兩個(gè)方向供給的流體的供給壓力相同，除此以外，在與實(shí)施例1相同的條件下，進(jìn)行硅晶片的雙面磨削。然后，使供給壓力變化，與實(shí)施例1相同地評(píng)估雙面磨削后的納米形貌。
[0076](實(shí)施例1至4與比較例的結(jié)果)
[0077]實(shí)施例1至4的結(jié)果分別示于圖5至圖8中，比較例的結(jié)果示于圖9中。
[0078]如圖5至圖8所示，可知在實(shí)施例1至4中的任一實(shí)施例中，根據(jù)使剛性A小于剛性B，納米形貌得以被改善。尤其如圖5、圖6所示，可知當(dāng)剛性B為SOOgf/ym以上時(shí)，若剛性A變?yōu)?00gf/ym以下，相較于比較例的結(jié)果，納米形貌大為改善。關(guān)于此傾向，在實(shí)施例I與實(shí)施例2中未見(jiàn)明顯差異，表示出同等的改善效果。
[0079]又，在實(shí)施例1至4中，即使進(jìn)行工件批次的變更或磨石更換，納米形貌也未惡化。
[0080]相對(duì)于此，在比較例中，如圖9所示，可知即使改變剛性A和B，依然未見(jiàn)納米形貌的改善，若變?yōu)?0(^?./μπι以下，納米形貌會(huì)有惡化的傾向。
[0081]如上所述，可確認(rèn)以下事項(xiàng):本發(fā)明的雙面磨削裝置及工件的雙面磨削方法，可改善因工件批次或磨石而產(chǎn)生的納米形貌的偏差，且每次磨削時(shí)可穩(wěn)定地獲得高精度的納米形貌。尤其可知以下事項(xiàng):使剛性A成為200gf/ym以下、剛性B成為SOOgf/μ m以上的流體的供給壓力，即為本發(fā)明中的適合條件。
[0082]再者，本發(fā)明并非限定于上述實(shí)施方式。上述實(shí)施方式為例示，凡是具有與本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)中所記載的技術(shù)思想實(shí)質(zhì)上相同的構(gòu)成且起到同樣的作用效果的技術(shù)方案，均包含于本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙面磨削裝置，其特征在于: 具有可自轉(zhuǎn)的環(huán)狀保持器，其沿徑向從外周側(cè)來(lái)支撐薄板狀的工件；及，一對(duì)磨石，其同時(shí)磨削被該環(huán)狀保持器所支撐的前述工件的兩面； 而且，所述雙面磨削裝置還具備靜壓軸承，該靜壓軸承根據(jù)由前述環(huán)狀保持器的自轉(zhuǎn)軸方向和垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向這兩個(gè)方向所供給的流體的靜壓，由前述兩個(gè)方向非接觸支撐前述環(huán)狀保持器；并且，所述雙面磨削裝置可分別獨(dú)立地控制由前述自轉(zhuǎn)軸方向所供給的流體與由垂直于前述自轉(zhuǎn)軸的方向所供給的流體的供給壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的雙面磨削裝置，其中，在由前述自轉(zhuǎn)軸的一方向供給前述流體的狀態(tài)下由另一方向?qū)η笆霏h(huán)狀保持器施加負(fù)荷，并將此時(shí)的負(fù)荷/位移量作為剛性A ;在由垂直于前述自轉(zhuǎn)軸的方向供給前述流體的狀態(tài)下由相反方向?qū)η笆霏h(huán)狀保持器施加負(fù)荷，并將此時(shí)的負(fù)荷/位移量作為剛性B ;此時(shí)，可控制前述流體的供給壓力，使前述剛性A成為200gf/μ m以下、前述剛性B成為800gf/μ m以上。
3.一種工件的雙面磨削方法，其特征在于: 根據(jù)環(huán)狀保持器，沿徑向從外周側(cè)來(lái)支撐薄板狀的工件并使其自轉(zhuǎn)，且根據(jù)一對(duì)磨石，同時(shí)磨削被前述環(huán)狀保持器所支撐的前述工件的兩面； 并且，由前述環(huán)狀保持器的自轉(zhuǎn)軸方向和垂直于自轉(zhuǎn)軸的方向這兩個(gè)方向，分別獨(dú)立地控制供給壓力并供給流體，一邊利用靜壓軸承并根據(jù)前述所供給的流體的靜壓由前述兩個(gè)方向非接觸支撐前述環(huán)狀保持器，一邊同時(shí)磨削前述工件的兩面。
4.如權(quán)利要求3所述的工件的雙面磨削方法，其中，在由前述自轉(zhuǎn)軸的一方向供給前述流體的狀態(tài)下由另一方向?qū)η笆霏h(huán)狀保持器施加負(fù)荷，并將此時(shí)的負(fù)荷/位移量作為剛性A ;在由垂直于前述自轉(zhuǎn)軸的方向供給前述流體的狀態(tài)下由相反方向?qū)η笆霏h(huán)狀保持器施加負(fù)荷，并將此時(shí)的負(fù)荷/位移量作為剛性B ;此時(shí)，控制前述流體的供給壓力，使前述剛性A成為200gf/μ m以下、前述剛性B成為800gf/μ m以上。
【文檔編號(hào)】B24B41/06GK104411455SQ201380035245
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2013年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月3日
【發(fā)明者】小林健司 申請(qǐng)人:信越半導(dǎo)體股份有限公司