本發(fā)明涉及分度方式(indextype)的研磨裝置及晶片的研磨方法。

背景技術(shù)：

以硅晶片作為代表的半導(dǎo)體晶片(以下，也簡(jiǎn)稱(chēng)為晶片(wafer))的研磨，有同時(shí)研磨晶片的雙面的方法和研磨晶片的單面的方法。

當(dāng)研磨晶片的單面時(shí)，大多使用如圖11所示的研磨裝置101，其是由平臺(tái)104、研磨劑供給機(jī)構(gòu)108及研磨頭102所構(gòu)成，所述平臺(tái)104貼附有研磨布103，所述研磨劑供給機(jī)構(gòu)108用以將研磨劑107供給至平臺(tái)104上，所述研磨頭102用以保持要進(jìn)行研磨的晶片w。

研磨裝置101，利用研磨頭102來(lái)保持晶片w，并從研磨劑供給機(jī)構(gòu)108供給研磨劑107至研磨布103上，且使平臺(tái)104與研磨頭102各自旋轉(zhuǎn)來(lái)使晶片w的表面與研磨布103作滑動(dòng)接觸，由此實(shí)行研磨。

又，晶片的研磨，大多會(huì)更換研磨布的種類(lèi)或研磨劑的種類(lèi)而多階段地實(shí)行，并且大多使用具有2個(gè)平臺(tái)甚至3個(gè)平臺(tái)而被稱(chēng)為分度方式的研磨裝置。

此處，在圖12中表示研磨裝置201的一例，所述研磨裝置201具有第1平臺(tái)204a～第3平臺(tái)204c。研磨裝置201，將研磨頭202a～研磨頭202d安裝在第1研磨軸209a～第4研磨軸209d上，且能夠在1個(gè)平臺(tái)上分配有2個(gè)研磨頭。因此，可在每一個(gè)批次進(jìn)行2片晶片的研磨，所以特別是生產(chǎn)性?xún)?yōu)異。

而且，這種研磨裝置201，為了抑制研磨布的氣孔阻塞，所以會(huì)有具備修整機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行擦刷(brushing)或修整的情況。

雖然能夠根據(jù)擦刷或修整來(lái)抑制研磨布的氣孔阻塞，但是在擦刷或修整中，不能夠進(jìn)行晶片的研磨，所以會(huì)造成生產(chǎn)性降低。因此，擦刷或修整的頻率或時(shí)間，依照所使用的研磨布的種類(lèi)和研磨裕度(grindingallawance)來(lái)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，由此來(lái)抑制生產(chǎn)性的降低。

基于圖13的流程圖，以第1研磨軸209a的研磨頭202a為例，來(lái)說(shuō)明具體的研磨流程，在所述研磨流程中使用分度方式的研磨裝置201。

首先，將晶片裝載至研磨頭202a上(sp101)。當(dāng)裝載晶片時(shí)，研磨頭202a下降并保持位于圖12所示的裝載和卸載臺(tái)212上的晶片。另外，雖然晶片的保持方法會(huì)依照所使用的研磨頭而不同，但是一般來(lái)說(shuō)是使用真空吸附方式、或根據(jù)模板來(lái)實(shí)行的潤(rùn)濕固定方式。

然后，當(dāng)保持有晶片的研磨頭202a上升至可回轉(zhuǎn)的位置后，回轉(zhuǎn)90度(sp102)，并朝向第1平臺(tái)204a移動(dòng)(sp103)。

此處的可回轉(zhuǎn)的位置，例如是當(dāng)使研磨頭202a回轉(zhuǎn)時(shí)，研磨頭202a不會(huì)與修整機(jī)構(gòu)等其他構(gòu)件接觸的位置。

然后，研磨頭202a下降至與第1平臺(tái)204a的研磨布接觸的位置，開(kāi)始進(jìn)行在第1平臺(tái)204a上的研磨，所述第1平臺(tái)204a貼附有研磨布。

當(dāng)?shù)?平臺(tái)204a上的研磨結(jié)束后，研磨頭202a再度上升至可回轉(zhuǎn)的位置，回轉(zhuǎn)90度(sp104)，并朝向第2平臺(tái)204b移動(dòng)(sp105)。然后，再度開(kāi)始研磨。

重復(fù)這樣的動(dòng)作(sp106～sp107)，并在第3平臺(tái)204c上實(shí)行研磨后，研磨頭202a再度上升至可回轉(zhuǎn)的位置，反向回轉(zhuǎn)270度(sp108)，并回到裝載和卸載臺(tái)212，以實(shí)行晶片的卸載(sp109)而結(jié)束1個(gè)循環(huán)。

如上述，在先前的分度方式的研磨裝置中，當(dāng)研磨開(kāi)始時(shí)及結(jié)束時(shí)、或進(jìn)行用于研磨的平臺(tái)的切換時(shí)，會(huì)使研磨頭上下移動(dòng)。

當(dāng)利用已安裝在研磨軸209a上的研磨頭202a來(lái)實(shí)行晶片的裝載和卸載時(shí)，于各自安裝在第2研磨軸209b～第4研磨軸209d上的研磨頭202b～研磨頭202d中，同時(shí)并進(jìn)地利用各個(gè)第1平臺(tái)204a～第3平臺(tái)204c來(lái)實(shí)行研磨。這樣，分度方式的研磨裝置，其待機(jī)時(shí)間少，能夠?qū)嵭猩a(chǎn)性?xún)?yōu)異的研磨。

此處，在圖14a和圖14b中表示先前的研磨裝置的側(cè)面圖。又，在圖15a和圖15b中表示于此研磨裝置中的2個(gè)研磨頭與修整機(jī)構(gòu)的位置關(guān)系。

如圖14a所示，當(dāng)研磨晶片w時(shí)，以晶片w與研磨布203接觸的方式，使研磨頭202下降至上下移動(dòng)的最下端。

如圖15a所示，當(dāng)研磨頭202位于上下移動(dòng)的最下端時(shí)，研磨頭202與修整機(jī)構(gòu)206是位于相同的高度范圍。因此，如果不改變研磨頭202的高度位置就實(shí)行研磨頭202的回轉(zhuǎn)動(dòng)作，則研磨頭202會(huì)與修整機(jī)構(gòu)206碰撞

又，如圖14b所示，當(dāng)研磨頭202上升至上下移動(dòng)的最上端時(shí)，實(shí)行研磨頭202的回轉(zhuǎn)動(dòng)作或研磨布203的修整。此時(shí)，如圖15b所示，當(dāng)研磨頭202位于上下移動(dòng)的最上端時(shí)，研磨頭202位于不會(huì)與修整機(jī)構(gòu)206接觸的高度的位置。

研磨頭202的上下移動(dòng)的沖程(行程)長(zhǎng)度，例如是120mm的程度。又，作為用以使研磨頭上下移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，一般采用由氣壓缸、或滾珠螺桿而進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)方式。

又，修整機(jī)構(gòu)206，為了防止刷子或修整器的干燥，在研磨中會(huì)浸入保管水槽(未圖示)中。因此，在修整機(jī)構(gòu)206上也設(shè)置有用以上下動(dòng)作的機(jī)構(gòu)。又，修整機(jī)構(gòu)206具有用以使刷子或修整器旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，有些也并用有高壓噴射洗凈機(jī)構(gòu)。

因此，難以使修整機(jī)構(gòu)的厚度變薄，例如若是一般的直徑300mm的晶片用的研磨裝置，為了避免與修整機(jī)構(gòu)碰撞而必須將研磨頭的上下移動(dòng)的沖程長(zhǎng)度設(shè)定在120mm以上，而研磨軸必須具有此沖程長(zhǎng)度以上的長(zhǎng)度。

當(dāng)使用這么長(zhǎng)的研磨軸的情況，當(dāng)研磨晶片時(shí)，如果研磨軸受到力矩荷重，則會(huì)產(chǎn)生數(shù)μm程度的位移。當(dāng)在研磨軸上產(chǎn)生這種位移時(shí)，在研磨對(duì)象物也就是晶片上，會(huì)有邊緣部的變動(dòng)變大而造成對(duì)于晶片的品質(zhì)帶來(lái)不良影響的問(wèn)題。特別是為了對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)則在20nm以下的品質(zhì)要求，晶片的邊緣部的品質(zhì)是重要的，而需求一種研磨軸的剛性提高的高精度研磨裝置。

然而，當(dāng)為了抑制研磨軸的位移量而提高回轉(zhuǎn)部的剛性時(shí)，研磨裝置的上部的重量變重。如果研磨裝置的上部的重量變重，則結(jié)果會(huì)造成整體的裝置重量也大幅增加，而產(chǎn)生對(duì)于設(shè)置區(qū)域的限制，因而難以進(jìn)行高精度化。

又，當(dāng)研磨頭進(jìn)行回轉(zhuǎn)動(dòng)作時(shí)，為了避免研磨頭與修整機(jī)構(gòu)有物理上的干涉，則直到研磨頭完全上升為止，不能夠進(jìn)行回轉(zhuǎn)動(dòng)作。因此，如果上下移動(dòng)的沖程長(zhǎng)度較長(zhǎng)，則直到研磨頭完全上升為止所需要耗費(fèi)的時(shí)間也長(zhǎng)，其結(jié)果，會(huì)有作業(yè)時(shí)間(tacttime)變長(zhǎng)且生產(chǎn)性降低的問(wèn)題。

又，當(dāng)進(jìn)行擦刷或修整時(shí)，為了穩(wěn)定維持其效果，必須配合研磨布或刷子、修整器的壽命(磨耗)來(lái)手動(dòng)調(diào)整修整機(jī)構(gòu)的高度。然而，為了手動(dòng)調(diào)整修整機(jī)構(gòu)的高度而必須停止研磨裝置，此成為生產(chǎn)性降低的原因。

另外，雖然可設(shè)置自動(dòng)地進(jìn)行修整機(jī)構(gòu)的高度調(diào)整的機(jī)構(gòu)，來(lái)抑制高度調(diào)整伴隨的研磨裝置的停止所造成的生產(chǎn)性降低，但是，此時(shí)，修整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，并且還會(huì)增加修整機(jī)構(gòu)的高度。因此，研磨頭必須上升的高度位置會(huì)變高，使得作業(yè)時(shí)間變長(zhǎng)，反而會(huì)造成生產(chǎn)性降低的問(wèn)題。

在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，記載一種研磨裝置，其以使研磨布的高度改變來(lái)控制施加至研磨布上的壓力的方式，設(shè)置有平臺(tái)的上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)。此研磨裝置，平臺(tái)位于裝置的上部，且是研磨已被固定在位于下側(cè)的試料臺(tái)上的晶片的結(jié)構(gòu)。此裝置，因?yàn)橹匚镆簿褪瞧脚_(tái)和平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)位于裝置的上部，因而難以提高裝置的剛性。又，因?yàn)椴皇欠侄确绞剑噪y以進(jìn)行連續(xù)的研磨，生產(chǎn)性不高。進(jìn)一步，也沒(méi)有關(guān)于會(huì)影響到作業(yè)時(shí)間的研磨布的擦刷或修整等的記載。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)平第09-290363號(hào)說(shuō)明書(shū)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成，其目的在于提供一種研磨裝置，所述研磨裝置能夠使研磨軸在研磨中受到力矩荷重時(shí)所產(chǎn)生的位移量變小。

解決課題的技術(shù)方案

為了達(dá)成上述目的，依照本發(fā)明，提供一種研磨裝置，其是分度方式的研磨裝置，所述研磨裝置具備：研磨頭，其用以保持晶片；多數(shù)個(gè)平臺(tái)，其貼附有研磨布且所述研磨布用以研磨前述晶片；以及，裝載和卸載臺(tái)，其用以將前述晶片安裝至前述研磨頭上、或從前述研磨頭剝離；并且，根據(jù)使前述研磨頭回轉(zhuǎn)移動(dòng)，來(lái)切換在前述研磨頭上所保持的用于前述晶片的研磨的前述平臺(tái)，并進(jìn)行前述晶片的研磨，其中，所述研磨裝置的特征在于：

具有平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠使前述平臺(tái)上下移動(dòng)。

若是這種研磨裝置，因?yàn)椴恍枰寡心ヮ^以長(zhǎng)的沖程長(zhǎng)度上下移動(dòng)，所以能夠使研磨軸的長(zhǎng)度變短。由此提升研磨軸的剛性，所以能夠使研磨軸在研磨中受到力矩荷重時(shí)所產(chǎn)生的位移量變小。由此，能夠精度良好地研磨晶片。

此時(shí)，前述研磨裝置，優(yōu)選是將修整機(jī)構(gòu)設(shè)置在與前述研磨頭進(jìn)行回轉(zhuǎn)移動(dòng)的軌道不會(huì)互相干涉的位置。

若是這種研磨裝置，研磨頭與修整機(jī)構(gòu)不會(huì)互相干涉，而能夠同時(shí)并進(jìn)地實(shí)行研磨頭的回轉(zhuǎn)移動(dòng)和平臺(tái)的上下運(yùn)動(dòng)。因此，能夠縮短作業(yè)時(shí)間來(lái)提高生產(chǎn)性。

又此時(shí)，前述研磨裝置，優(yōu)選是具有研磨頭上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其使前述研磨頭以20mm以下的沖程長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行上下移動(dòng)。

根據(jù)研磨頭上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠進(jìn)行與各種研磨頭的對(duì)應(yīng)、或與無(wú)溝的研磨布的對(duì)應(yīng)，且根據(jù)將上下移動(dòng)長(zhǎng)度抑制在20mm以下而能夠確實(shí)地抑制研磨軸的剛性的降低，而能夠更確實(shí)地使研磨軸在研磨中受到力矩荷重時(shí)所產(chǎn)生的位移量變小。

又此時(shí)，優(yōu)選是能夠同時(shí)并進(jìn)地實(shí)行前述研磨頭的回轉(zhuǎn)移動(dòng)、及前述平臺(tái)與前述研磨頭的上下移動(dòng)。

若是這種研磨裝置，能夠進(jìn)一步縮短作業(yè)時(shí)間。

又此時(shí)，前述平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)，優(yōu)選是當(dāng)利用前述修整機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)行前述研磨布的修整時(shí)，對(duì)應(yīng)于前述研磨布的磨耗來(lái)調(diào)整前述平臺(tái)的高度。

若是這種研磨裝置，能夠抑制由于研磨布的磨耗所造成的修整效果的偏差，并且因?yàn)椴恍枰馁M(fèi)時(shí)間來(lái)實(shí)行修整機(jī)構(gòu)的高度調(diào)整所以可提升生產(chǎn)性。

又，依照本發(fā)明，提供一種晶片的研磨方法，其使用上述研磨裝置，所述晶片的研磨方法的特征在于：

根據(jù)使該平臺(tái)下降并使前述研磨頭回轉(zhuǎn)移動(dòng)，來(lái)實(shí)行在前述研磨頭上所保持的前述平臺(tái)的切換，所述平臺(tái)用于前述晶片的研磨。

若是這種研磨方法，因?yàn)椴恍枰寡心ヮ^以長(zhǎng)的沖程長(zhǎng)度上下移動(dòng)，所以能夠使用的研磨軸是長(zhǎng)度變短且剛性提升的研磨軸，所以能夠使研磨軸在研磨中受到力矩荷重時(shí)所產(chǎn)生的位移量變小。由此，能夠精度良好地研磨晶片。

此時(shí)，當(dāng)前述晶片的研磨結(jié)束后，優(yōu)選是具有實(shí)行前述研磨布的修整的步驟，所述步驟對(duì)應(yīng)于前述研磨布的磨耗來(lái)調(diào)整前述平臺(tái)的高度。

依照這種研磨方法，能夠抑制由于研磨布的磨耗所造成的修整效果的偏差，并且因?yàn)椴恍枰馁M(fèi)時(shí)間來(lái)進(jìn)行修整機(jī)構(gòu)的高度調(diào)整所以可提升生產(chǎn)性。

發(fā)明的效果

本發(fā)明的研磨裝置、及使用此研磨裝置的研磨方法，，能夠利用平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)使平臺(tái)上下移動(dòng)，所以不需要使研磨頭以長(zhǎng)的沖程長(zhǎng)度上下移動(dòng)而能夠縮短研磨軸的長(zhǎng)度。因此，可提升研磨軸的剛性，所以能夠使研磨軸在研磨中受到力矩荷重時(shí)所產(chǎn)生的位移量變小。由此，能夠以高精度來(lái)進(jìn)行晶片的研磨。又，同時(shí)并進(jìn)地實(shí)行研磨頭的回轉(zhuǎn)移動(dòng)、及平臺(tái)的上下移動(dòng)，由此能夠縮短作業(yè)時(shí)間以提升生產(chǎn)性。又，根據(jù)平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)而能夠維持修整效果。

附圖說(shuō)明

圖1a是表示在本發(fā)明的研磨裝置的一例中，平臺(tái)位于上下移動(dòng)的最下端時(shí)的狀態(tài)的概略側(cè)視圖。

圖1b是表示在本發(fā)明的研磨裝置的一例中，平臺(tái)位于上下移動(dòng)的最上端時(shí)的狀態(tài)的概略側(cè)視圖。

圖2是表示在本發(fā)明的研磨裝置的一例中，平臺(tái)的上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)一例的概略圖。

圖3a是表示在本發(fā)明的研磨裝置的一例中，利用平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)使平臺(tái)上升以研磨晶片時(shí)的概略俯視圖。

圖3b是表示在本發(fā)明的研磨裝置的一例中，利用平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)使平臺(tái)上升以研磨晶片時(shí)的概略側(cè)視圖。

圖4a是表示在本發(fā)明的研磨裝置的一例中，利用平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)使平臺(tái)下降以修整研磨布時(shí)的概略俯視圖。

圖4b是表示在本發(fā)明的研磨裝置的一例中，利用平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)使平臺(tái)下降以修整研磨布時(shí)的概略側(cè)視圖。

圖5是表示本發(fā)明的研磨裝置的一例的概略俯視圖。

圖6是表示本發(fā)明的晶片的研磨方法的一例的流程圖。

圖7是針對(duì)實(shí)施例1，模擬地表示施加至研磨頭上的力矩荷重的方向的概略圖。

圖8是針對(duì)實(shí)施例1，模擬地表示施加至研磨軸的凸緣部上的荷重的方向的概略圖。

圖9是針對(duì)實(shí)施例1，實(shí)際地表示施加至研磨軸的凸緣部上的荷重的方向的概略圖。

圖10是表示在實(shí)施例3及比較例3中的修整次數(shù)與研磨布的厚度變化的關(guān)系的圖。

圖11是表示一般的單面研磨裝置的一例的概略圖。

圖12是表示一般的分度方式的晶片的研磨裝置的一例的概略圖。

圖13是表示一般的分度方式的晶片的研磨方法的一例的流程圖。

圖14a是表示在先前的研磨裝置中，研磨頭位于上下移動(dòng)的最下端時(shí)的狀態(tài)的概略圖。

圖14b是表示在先前的研磨裝置中，研磨頭位于上下移動(dòng)的最上端時(shí)的狀態(tài)的概略圖。

圖15a是表示在先前的研磨裝置中，研磨頭位于上下移動(dòng)的最下端以研磨晶片時(shí)的概略側(cè)視圖。

圖15b是表示在先前的研磨裝置中，研磨頭位于上下移動(dòng)的最上端以修整研磨布時(shí)的概略俯視圖。

具體實(shí)施方式

以下，雖然針對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)明實(shí)施形態(tài)，但是本發(fā)明不受限于這些實(shí)施形態(tài)。

如上述，當(dāng)研磨晶片時(shí)，研磨軸受到力矩荷重時(shí)，則會(huì)在研磨軸上產(chǎn)生位移，而會(huì)有對(duì)于研磨中的晶片的品質(zhì)造成不良影響的問(wèn)題。

于是，本發(fā)明人為了解決這種問(wèn)題而重復(fù)進(jìn)行深入檢討。其結(jié)果，想到在研磨裝置上設(shè)置平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)。根據(jù)平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)使平臺(tái)能夠上下移動(dòng)，而能夠縮短研磨軸的長(zhǎng)度。由此，提升研磨軸的剛性，并能夠使研磨軸在研磨中受到力矩荷重時(shí)所產(chǎn)生的位移量變小。

而且，詳細(xì)檢討為了實(shí)施這些技術(shù)的最佳形態(tài)，從而完成本發(fā)明。

首先，參照?qǐng)D1a、圖1b、圖5來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的研磨裝置。

如圖5所示，本發(fā)明的研磨裝置1，具備：研磨頭2a～研磨頭2d，其用以保持晶片；多數(shù)個(gè)平臺(tái)4a～平臺(tái)4c；以及，裝載和卸載臺(tái)12。又，如圖1a、圖1b所示，研磨裝置1，具備：平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)5，其能夠使平臺(tái)4a～平臺(tái)4c上下移動(dòng)。在各個(gè)平臺(tái)4a～平臺(tái)4c上，貼附有研磨布3，所述研磨布3用以研磨晶片w。在裝載和卸載臺(tái)12上，能夠?qū)⒕瑆安裝至研磨頭2a～研磨頭2d上、或從研磨頭2a～研磨頭2d剝離。在各個(gè)平臺(tái)4a～平臺(tái)4c的上方，設(shè)置有研磨劑供給機(jī)構(gòu)8，當(dāng)實(shí)行晶片w的研磨時(shí)，用以將研磨劑7供給至平臺(tái)4a～平臺(tái)4c上(參照?qǐng)D3b及圖4b)。

如圖5所示，研磨裝置1，在裝載和卸載臺(tái)12的上方，具有第1研磨軸9a，其用以安裝研磨頭2a并使研磨頭2a旋轉(zhuǎn)，所述研磨頭2a用以保持晶片w。同樣地，在第1平臺(tái)4a的上方具有研磨頭2d與第4研磨軸9d，在第2平臺(tái)4b的上方具有研磨頭2c與第3研磨軸9c，且在第3平臺(tái)4c的上方具有研磨頭2b與第2研磨軸9b。

各個(gè)研磨軸9a～研磨軸9d同時(shí)回轉(zhuǎn)，由此，各個(gè)研磨頭2a～研磨頭2d進(jìn)行回轉(zhuǎn)移動(dòng)，以切換在晶片w的研磨中所使用的平臺(tái)4a～平臺(tái)4c，并實(shí)行研磨。在圖5所示的各個(gè)研磨頭2a～研磨頭2d與研磨軸9a～研磨軸9d的位置，是初期位置，此后反復(fù)進(jìn)行回轉(zhuǎn)移動(dòng)來(lái)切換在研磨中所使用的平臺(tái)4a～平臺(tái)4c，并實(shí)行晶片w的研磨、安裝(裝載)、剝離(卸載)。

此處，為了容易說(shuō)明，利用符號(hào)2a～符號(hào)2d來(lái)表示2個(gè)研磨頭，利用符號(hào)9a～符號(hào)9d來(lái)表示2個(gè)研磨軸。亦即，構(gòu)成對(duì)于1個(gè)平臺(tái)分配有2個(gè)研磨頭。

作為利用研磨頭2a～研磨頭2d來(lái)進(jìn)行的晶片w的保持方法，能夠使用真空吸附法、或根據(jù)模板來(lái)實(shí)行的潤(rùn)濕固定方式。

如圖2所示，平臺(tái)4a～平臺(tái)4c及平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)5，位于研磨裝置1的下部。這樣，將重物也就是平臺(tái)4a～平臺(tái)4c與平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)5設(shè)置在裝置的下部，由此能夠提高裝置的剛性。

平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)5，例如能夠使用滾珠螺桿來(lái)構(gòu)成。而且，平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)5，能夠使平臺(tái)4a～平臺(tái)4c上下移動(dòng)且使平臺(tái)4a～平臺(tái)4c停止在想要的任意的高度位置。平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)5，以能夠使平臺(tái)4a～平臺(tái)4c各自獨(dú)立地上下移動(dòng)的方式構(gòu)成。例如，在如圖1a、圖1b所示的研磨裝置1中，設(shè)置有3個(gè)獨(dú)立的平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)5，其分別對(duì)應(yīng)于各個(gè)平臺(tái)4a～平臺(tái)4c。能夠?qū)⑵脚_(tái)4a～平臺(tái)4c的沖程長(zhǎng)度，設(shè)為例如100mm。

另外，在圖1a、圖1b、圖2中，僅表示標(biāo)注中有a的平臺(tái)、研磨頭、研磨軸，而省略其他標(biāo)注的平臺(tái)、研磨頭、研磨軸。在圖3a、圖3b、圖4a、圖4b、圖7中，利用符號(hào)2來(lái)表示研磨頭2a～研磨頭2d。又，同樣地，利用符號(hào)4來(lái)表示平臺(tái)4a～平臺(tái)4c，利用符號(hào)9來(lái)表示研磨軸9a～研磨軸9d。

如圖1a所示，能夠?qū)⑵脚_(tái)4a～平臺(tái)4c下降至上下移動(dòng)的最下端的位置，設(shè)定成在實(shí)行研磨布3的修整時(shí)的平臺(tái)4a～平臺(tái)4c的位置。這樣，當(dāng)平臺(tái)下降后，如圖4a、圖4b所示，能夠利用修整機(jī)構(gòu)6來(lái)修整(或擦刷)研磨布3。

具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)平臺(tái)4a～平臺(tái)4c下降至上下移動(dòng)的最下端后，修整機(jī)構(gòu)6會(huì)從圖3a所示的初期位置，如圖4a所示，移動(dòng)至研磨布3的上方，以實(shí)行修整。

如圖1b所示，能夠?qū)⑵脚_(tái)4a～平臺(tái)4c上升至上下移動(dòng)的最上端的位置，設(shè)定成在研磨晶片w時(shí)的平臺(tái)4a～平臺(tái)4c的位置。

若是這種研磨裝置，不需要使研磨頭以長(zhǎng)的沖程長(zhǎng)度上下移動(dòng)而能夠縮短研磨軸的長(zhǎng)度。由此，提升研磨軸的剛性，而能夠使研磨軸在研磨中受到力矩荷重時(shí)所產(chǎn)生的位移量變小。由此，能夠精度良好地研磨晶片。

如圖4a、圖4b所示，優(yōu)選是將修整機(jī)構(gòu)6設(shè)置在與研磨頭2進(jìn)行回轉(zhuǎn)移動(dòng)的軌道不會(huì)互相干涉的位置。

若是這種研磨裝置，研磨頭與修整機(jī)構(gòu)不會(huì)互相干涉，而能夠同時(shí)實(shí)行研磨頭的回轉(zhuǎn)移動(dòng)與平臺(tái)的上下運(yùn)動(dòng)。因此，能夠縮短作業(yè)時(shí)間來(lái)提高生產(chǎn)性。

在研磨裝置1上，能夠設(shè)置研磨頭上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)(未圖示)，以使研磨頭2a～研磨頭2d上下移動(dòng)。如上述，本發(fā)明的研磨裝置1，不需要使研磨頭2a～研磨頭2d以長(zhǎng)的沖程長(zhǎng)度上下移動(dòng)，而只要具有對(duì)應(yīng)于各種研磨頭的最底限的必要的沖程長(zhǎng)度即可。此沖程長(zhǎng)度，在20mm以下就足夠，如果有20mm，也就能夠?qū)?yīng)于吸附方式或潤(rùn)濕固定等的結(jié)構(gòu)不同的研磨頭。如果上下移動(dòng)長(zhǎng)度在20mm以下，則能夠確實(shí)地抑制研磨軸的剛性的降低，而能夠更確實(shí)地使研磨軸在研磨中受到力矩荷重時(shí)所產(chǎn)生的位移量變小。

又，當(dāng)使用無(wú)溝的研磨布3時(shí)，晶片w被吸附在研磨布3上，且當(dāng)將研磨頭2a～研磨頭2d從研磨布3剝離時(shí)，會(huì)發(fā)生平臺(tái)4a～平臺(tái)4c被稍微抬起的現(xiàn)象。這樣一來(lái)，利用使被分配在1個(gè)平臺(tái)上的多數(shù)個(gè)研磨頭2a～研磨頭2d有時(shí)間差地各自上升，而能夠降低當(dāng)研磨頭2a～研磨頭2d上升時(shí)的晶片w與研磨布3的吸附力。又，為了也能夠容易地對(duì)應(yīng)研磨頭的變更，優(yōu)選是在研磨裝置1上，也設(shè)置研磨頭上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述研磨裝置1具有平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)5。

雖然上述是在1個(gè)平臺(tái)上分配有2個(gè)研磨頭的構(gòu)成，但是也可在1個(gè)平臺(tái)上分配有1個(gè)研磨頭。此時(shí)，不能夠進(jìn)行上述的使研磨頭有時(shí)間差地上升的動(dòng)作，所以也可不設(shè)置研磨頭上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)。不過(guò)為了也能夠容易地對(duì)應(yīng)研磨頭的變更，優(yōu)選是設(shè)置如上述研磨頭的上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)。

研磨頭2a～研磨頭2d及平臺(tái)4a～平臺(tái)4c，例如一般是使用如圖14a、圖14b所示的馬達(dá)與減速機(jī)210的組合來(lái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的方式，但是也能夠使用直接驅(qū)動(dòng)馬達(dá)來(lái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在如圖1a、圖1b所示的研磨裝置1中，是使用直接驅(qū)動(dòng)馬達(dá)10，此時(shí)，因?yàn)椴恍枰獪p速機(jī)等附帶設(shè)備，所以相較于當(dāng)使用馬達(dá)與減速機(jī)時(shí)，能夠省空間地設(shè)計(jì)平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)。

研磨裝置1，優(yōu)選是能夠同時(shí)進(jìn)行研磨頭2a～研磨頭2d的回轉(zhuǎn)移動(dòng)、及平臺(tái)4a～平臺(tái)4c與研磨頭2a～研磨頭2d的上下移動(dòng)。

這樣，因?yàn)槟軌蛲瑫r(shí)進(jìn)行兩者的移動(dòng)，所以能夠縮短當(dāng)切換上述平臺(tái)時(shí)、或進(jìn)行修整時(shí)的作業(yè)時(shí)間，而能夠提升生產(chǎn)性。

又，平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)5，優(yōu)選是當(dāng)利用修整機(jī)構(gòu)6實(shí)行研磨布的修整時(shí)，對(duì)應(yīng)于研磨布3的磨耗或修整(或擦刷)的磨耗來(lái)調(diào)整平臺(tái)4a～平臺(tái)4c的高度。伴隨研磨循環(huán)的增加，研磨布和修整器(或刷子)的磨耗量也會(huì)增加，而造成這些構(gòu)件的相對(duì)位置產(chǎn)生偏差。在本發(fā)明中，平臺(tái)4a～平臺(tái)4c的高度位置，能夠根據(jù)平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)5而停止在任意的高度位置，所以如上述調(diào)整平臺(tái)4a～平臺(tái)4c的高度，由此即便不用調(diào)整修整機(jī)構(gòu)6的高度，也能夠穩(wěn)定維持修整的效果。又，能夠使這種調(diào)整自動(dòng)化，所以能夠縮短步驟時(shí)間而提升生產(chǎn)性。

接著，使用上述這種本發(fā)明的研磨裝置1來(lái)說(shuō)明晶片的研磨方法。

此處，一邊以圖5所示的安裝在第1研磨軸9a上的研磨頭2a的動(dòng)作為中心來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，一邊基于圖6的流程圖來(lái)具體地說(shuō)明晶片的研磨方法的流程。

首先，利用研磨頭2a來(lái)將裝載和卸載臺(tái)12上的晶片安裝且保持在研磨頭2a上(sp1)。

然后，將保持有晶片的研磨頭2a，回轉(zhuǎn)90度(sp2)，并朝向第1平臺(tái)4a移動(dòng)。

然后，將第1平臺(tái)4a上升至使晶片與研磨布接觸的位置，并從研磨劑供給機(jī)構(gòu)將研磨劑供給至研磨布上，且一邊使第1平臺(tái)4a與研磨頭2a各自旋轉(zhuǎn)，一邊使晶片的表面與研磨布作滑動(dòng)接觸，由此來(lái)實(shí)行在第1平臺(tái)4a上的研磨(sp3)。

在第1平臺(tái)4a上的研磨結(jié)束后，使第1平臺(tái)4a下降，并使研磨頭2a回轉(zhuǎn)90度(sp4)且朝向第2平臺(tái)4b移動(dòng)。然后，將第2平臺(tái)4b上升至使晶片與研磨布接觸的位置，而再度開(kāi)始研磨(sp5)。

重復(fù)這樣的動(dòng)作(sp6～sp7)，并實(shí)行在第3平臺(tái)4c上的研磨后，使第3平臺(tái)4c下降，并使第1研磨頭2a反向回轉(zhuǎn)270度(sp8)而回到裝載和卸載臺(tái)12，然后從研磨頭2a將晶片剝離以進(jìn)行卸載(sp9)而結(jié)束1個(gè)循環(huán)。

在第1研磨軸9a的研磨頭2a上實(shí)行晶片的裝載和卸載時(shí)，同時(shí)并進(jìn)地在第2研磨軸9b～第4研磨軸9d的研磨頭2b～研磨頭2d上利用第1平臺(tái)4a～第3平臺(tái)4c來(lái)實(shí)行研磨。

若是這種晶片的研磨方法，因?yàn)樗褂玫谋景l(fā)明的研磨裝置能夠使研磨軸在研磨中受到力矩荷重時(shí)所產(chǎn)生的位移量變小，所以能夠研磨出平坦度良好的晶片。進(jìn)一步，能夠縮短作業(yè)時(shí)間來(lái)提高生產(chǎn)性。

又，當(dāng)晶片的研磨結(jié)束后，若對(duì)應(yīng)于研磨布的磨耗來(lái)調(diào)整平臺(tái)的高度以實(shí)行研磨布的修整，則與上述本發(fā)明的研磨裝置的說(shuō)明同樣，能夠一直穩(wěn)定維持修整效果，并且能夠縮短步驟時(shí)間。

另外，實(shí)行修整的時(shí)機(jī)沒(méi)有特別限定，例如也可以在每當(dāng)晶片的研磨結(jié)束時(shí)進(jìn)行。但是修整頻率的增加會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)性降低，所以?xún)?yōu)選是配合所使用的研磨布和研磨劑等而以適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)來(lái)實(shí)行修整。

[實(shí)施例]

以下，表示本發(fā)明的實(shí)施例及比較例來(lái)更具體地說(shuō)明本發(fā)明，但是本發(fā)明不受限于這些例子。

(實(shí)施例1)

準(zhǔn)備本發(fā)明的研磨裝置并評(píng)價(jià)軸剛性。所準(zhǔn)備的研磨裝置，是對(duì)應(yīng)于直徑300mm的晶片的研磨。研磨裝置所具有的研磨頭上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)，可使研磨頭以20mm的沖程長(zhǎng)度上下移動(dòng)，且平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)，將上下移動(dòng)的沖程長(zhǎng)度設(shè)定成100mm。

首先，當(dāng)研磨晶片時(shí)，關(guān)于將力矩荷重施加至研磨頭及研磨軸上時(shí)的影響，根據(jù)模擬來(lái)實(shí)施解析。另外，模擬是使用三維分析軟件(solidworkssimulation軟件)來(lái)實(shí)行。

關(guān)于力矩荷重的影響，如圖7所示，當(dāng)將荷重f施加至研磨頭2上時(shí)，求得研磨頭2在平行方向上的位移量。

模擬的條件，是假定在研磨時(shí)將約200kgf的橫向荷重施加至研磨頭2上來(lái)實(shí)行。其結(jié)果，如表1所示，研磨頭2在平行方向上的位移量是8.18μm。

又，作為軸剛性，如圖8所示，當(dāng)直接將荷重f于箭頭方向(橫向)上施加至研磨軸9上時(shí)，求得研磨軸9的凸緣部的端面在平行于荷重f的方向上的位移量。

模擬的條件，是假定將約15kgf的橫向荷重直接施加至研磨軸9上來(lái)實(shí)行。其結(jié)果，如表1所示，研磨軸9的位移量是0.15μm。

接著，如圖9所示，不是模擬而是實(shí)際地利用彈簧秤11將約15kgf的橫向荷重施加至研磨軸9的凸緣部上，并實(shí)行凸緣部的端面的位移量的測(cè)定。此時(shí)，利用雷射位移計(jì)來(lái)測(cè)定凸緣部的端面的位移量。

其結(jié)果，相對(duì)于如表1所示的模擬的位移量是0.15μm，實(shí)際測(cè)出的位移量是0.33μm。

(表1)

(比較例1)

使用先前的研磨裝置，其不具有本發(fā)明的平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)，且研磨頭上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)的沖程長(zhǎng)度是120mm，與實(shí)施例1同樣地使用模擬及彈簧秤11來(lái)實(shí)行軸剛性的評(píng)價(jià)。

模擬的條件，與實(shí)施例1同樣地假定在研磨時(shí)將約200kgf的橫向荷重施加至研磨頭上來(lái)實(shí)行。其結(jié)果，如表2所示，研磨頭2在平行方向上的位移量是171.90μm。

又，如表2所示，假定將約15kgf的橫向荷重施加至研磨軸上來(lái)實(shí)行時(shí)，研磨軸的位移量是3.8μm。

接著，關(guān)于研磨軸的凸緣部的端面的位移量的實(shí)測(cè)值，與實(shí)施例1同樣地利用彈簧秤11將荷重施加至研磨軸上，并實(shí)行測(cè)定。其結(jié)果，相對(duì)于模擬的位移量是3.8μm，如表2所示的實(shí)際測(cè)出的位移量是8.1μm。

(表2)

根據(jù)以上結(jié)果，在實(shí)施例1中，根據(jù)設(shè)置平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠使研磨頭上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)的沖程長(zhǎng)度從120mm減少至20mm，而能夠提高研磨軸的剛性，所以相較于比較例1能夠大幅減低由于力矩荷重所造成的研磨軸的位移量。

(實(shí)施例2)

在本發(fā)明的研磨裝置中，測(cè)定研磨頭從上下移動(dòng)的最下端移動(dòng)至最上端所需要的時(shí)間，所述研磨裝置具有平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)和研磨頭上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)。另外，研磨頭上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)的沖程長(zhǎng)度是20mm，且將研磨頭的上下移動(dòng)速度設(shè)成35mm/秒。

其結(jié)果，連同加減速所需要的時(shí)間，移動(dòng)時(shí)間是平均1.1秒。

(比較例2)

在先前的研磨裝置中，其不具有本發(fā)明的平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)，測(cè)定研磨頭從上下移動(dòng)的最下端移動(dòng)至最上端所需要的時(shí)間。另外，研磨頭上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)的沖程長(zhǎng)度是120mm，且將研磨頭的上下移動(dòng)速度設(shè)成與實(shí)施例2同樣的35mm/秒。

其結(jié)果，連同加減速所需要的時(shí)間，移動(dòng)時(shí)間是平均3.8秒。

根據(jù)以上結(jié)果，在實(shí)施例2中，相較于比較例2能夠大幅縮短研磨頭的移動(dòng)時(shí)間。

(實(shí)施例3)

使用本發(fā)明的研磨裝置，來(lái)實(shí)行研磨布的修整，并評(píng)價(jià)由于修整所造成的研磨布的厚度的變化，所述研磨裝置具有平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)和修整機(jī)構(gòu)。研磨布，使用容易進(jìn)行厚度測(cè)定的硬質(zhì)的發(fā)泡氨基甲酸乙酯研磨布。又，為了使研磨布的厚度容易變化，而使用研磨布表層的除去效果高的鉆石修整器，延長(zhǎng)修整時(shí)間并反復(fù)地實(shí)行修整。

而且，在各個(gè)修整的開(kāi)始前，對(duì)應(yīng)于研磨布的磨耗來(lái)調(diào)整平臺(tái)的高度。具體來(lái)說(shuō)，從修整前后的研磨布的厚度來(lái)求得由于修整所造成的研磨布的變化量，并以相當(dāng)于變化量的份量來(lái)使平臺(tái)的高度上升，且反復(fù)實(shí)行修整。圖10表示此時(shí)的測(cè)定的結(jié)果。在圖10中，表示當(dāng)將最初的修整前的研磨布的厚度設(shè)定成1.0時(shí)，由于反復(fù)修整所造成的厚度變化。研磨布的厚度測(cè)定，是利用雷射位移計(jì)來(lái)測(cè)定在研磨布的外周部設(shè)置的厚度測(cè)定用的缺口部。

如圖10所示，研磨布的厚度變化率幾乎固定，而確認(rèn)無(wú)論研磨布的厚度為何，都能夠穩(wěn)定維持修整效果。

(比較例3)

除了使用先前的研磨裝置，其不具有本發(fā)明的平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)且平臺(tái)的高度位置固定，而不調(diào)整修整機(jī)構(gòu)的高度以外，與實(shí)施例3同樣地評(píng)價(jià)由于修整所造成的厚度變化。另外，使用與實(shí)施例3相同的研磨布和修整器。

其結(jié)果，如圖10所示，若反復(fù)進(jìn)行修整，則研磨布的厚度變化率降低，表示修整效果降低。

(實(shí)施例4)

使用本發(fā)明的研磨裝置，實(shí)際地實(shí)行300mm的硅晶片的研磨和研磨布的修整，所述研磨裝置具有平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)和修整機(jī)構(gòu)。在研磨循環(huán)中，同時(shí)進(jìn)行晶片的提取(pickup)與研磨頭的回轉(zhuǎn)動(dòng)作。

其結(jié)果，相較于比較例，能夠縮短平均3秒的循環(huán)時(shí)間。

進(jìn)一步，根據(jù)平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)配合刷子或研磨布的磨耗，而自動(dòng)地設(shè)定修整時(shí)的平臺(tái)高度，所以不需要停止研磨裝置來(lái)調(diào)整修整機(jī)構(gòu)的高度，再加上如上述般地縮短循環(huán)時(shí)間，因此，相較于比較例4，實(shí)施例4能夠提升5％的生產(chǎn)性。

(比較例4)

使用先前的研磨裝置，實(shí)際地實(shí)行300mm的硅晶片的研磨和研磨布的修整，所述先前的研磨裝置不具有本發(fā)明的平臺(tái)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)。

在先前的研磨裝置中，由于不能夠同時(shí)進(jìn)行晶片的提取與回轉(zhuǎn)動(dòng)作，所以相較于實(shí)施例3，結(jié)果會(huì)延遲平均3秒的循環(huán)時(shí)間。

又，先前的研磨裝置，需要停止研磨裝置來(lái)配合刷子或研磨布的磨耗而調(diào)整修整機(jī)構(gòu)的高度，再加上循環(huán)時(shí)間相較于實(shí)施例4較慢，而會(huì)降低5％的生產(chǎn)性。

另外，本發(fā)明不受限于上述實(shí)施形態(tài)。上述實(shí)施形態(tài)是例示，只要具有與在本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)中記載的技術(shù)思想實(shí)質(zhì)上相同的構(gòu)成，并發(fā)揮同樣的作用效果的技術(shù)方案，都包含在本發(fā)明的權(quán)利范圍內(nèi)。