CN101939136A - 工件的双面磨削装置及工件的双面磨削方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种工件的双面磨削装置，至少具备：可自转的工件保持器，其沿着径向，从外周侧来支撑薄板状的工件；一对静压支撑构件，其位于该工件保持器两侧，沿着自转的轴向，从两侧通过流体的静压，非接触支撑工件保持器；以及一对砥石，其同时地磨削被上述工件保持器支撑的工件的两面；其特征在于：上述工件保持器与上述静压支撑构件的间隔是50μm以下，且上述静压支撑构件以0.3MPa以上的上述流体的静压，来支撑上述工件保持器。由此，提供一种工件的双面磨削装置及双面磨削方法，在工件的双面磨削中，可使成为工件的纳米形貌恶化的重要原因的沿着从外周侧来支撑工件的工件保持器的自转的轴向的位置稳定化。

Description

工件的双面磨削装置及工件的双面磨削方法

技术领域

本发明是涉及一种工件的双面磨削装置及工件的双面磨削方法，用以同时地磨削硅芯片等的薄板状的工件的两面；特别是涉及一种以非接触的方式支撑对工件进行支撑的工件保持器来磨削工件的两面的工件的双面磨削装置及工件的双面磨削方法。

背景技术

在采用了以例如直径300mm的大口径硅芯片为代表的先进组件中，近年来被称为纳米形貌(纳米级形貌(nanotopography))的表面起伏成分的大小，将成为问题。纳米形貌是芯片的表面形状的一种，其波长较弯曲、翘曲短，且其波长较表面粗糙度长，而具有0.2～20mm的波长成分的凹凸；其PV值为0.1～0.2μm的极浅的起伏成分。此纳米形貌被认为会影响组件工序中的浅沟槽隔离工序(Shallow trench isolation；STI)的成品率，对于成为组件基板的硅芯片，随着设计规则的微细化，而被严格地要求。

纳米形貌是在硅芯片的加工工序中产生的。特别是在未具有基准面的加工方法中，例如在线锯切断、双面磨削中，容易恶化，所以改善、管理线锯切断中的相对的钢线的弯曲、双面磨削中的芯片的歪曲是重要的。

硅芯片的镜面研磨后的纳米形貌一般是根据光学干涉式的测定机或纳米成像仪(Nanomapper)(ADE Corp.制)、Dynasearch(股份公司RAYTEX制)等而被测定的。

图9中表示的测定图，是根据纳米成像仪而测定得到的纳米形貌图，以浓淡来表示纳米形貌的强度。图9(a)是纳米形貌的强度的程度无特别问题的图的例子，图9(b)是在双面磨削工序中生成的纳米形貌的程度恶劣的例子。

在切片工序、双面磨削工序等的工序中的工件为非镜面芯片的情况时，如被国际公开第2006/018961所揭示那样地，对于由静电电容方式的测定机而被测得的弯曲形状进行运算式带通滤波器处理，即可简易地进行纳米形貌的测定。

图10(a)是对于由静电电容方式的测定机而被测定的双面被磨削后的芯片的弯曲形状施以50mm-1mm的带通滤波器处理而被得到的近似纳米形貌的例子。此外，图10(b)是表示根据纳米成像仪测定后的情况的纳米形貌的图表。

为了满足变为最近的主流要求的最终成品时的波长为10mm大小的纳米形貌程度为15nm以下的条件，需要使中间工序中的近似纳米形貌在0.2μm以下。

图12中表示双面磨削工序后的近似纳米形貌的值与最终工序后的纳米形貌的值的关系。可知两者之间有良好的关连性。

此处，说明以往的双面磨削方法。

首先，图8表示在双面磨削时使用的以往的工件的双面磨削装置的一例。如图8所示，双面磨削装置101具备：可自转的工件保持器102，其沿着径向，从外周侧来支撑薄板状的工件W；一对静压支撑构件103，其位于工件保持器102的两侧，沿着自转的轴向，从两侧根据流体的静压，非接触支撑工件保持器102；以及一对砥石104，其同时地磨削被工件保持器102支撑的工件W的两面。砥石104是被安装于马达105上，可高速旋转。

在使用如此的双面磨削装置101磨削工件W的两面时，首先，通过工件保持器102来支撑工件W。此外，通过使工件保持器102自转，可使工件W自转。另外，从两侧的各静压支撑构件103，将流体供给至工件保持器102与静压支撑构件103之间，沿着自转的轴向，根据流体的静压来支撑工件保持器102。并且，使用通过马达105而高速旋转的砥石104，来磨削如此地被工件保持器102及静压支撑构件103支撑而自转的工件W的两面。

以往，关于在旋转轴向支撑工件的装置，因磨削中的工件的歪曲会影响加工面的精度、纳米形貌，所以已经研究了各式各样的改良方法。

例如，在国际公开第2006/67950中，提出一种如下的方法，即，控制工件的厚度的中心及/或用以支撑工件的支撑装置的中心与一对磨削砥石的砥石面间隔的中心的相对位置，来进行磨削。

另外，在采用图8所示的依据流体所产生的静压支撑的装置，例如，日本专利公开公报特开2007-96015号中，关于在轴向支撑工件的正反面的静压支撑方法公开了如下内容，即，采用一种静压支撑构件，其多个槽(凹部)分别具备流体的供给孔，而可分别调整各槽的流体静压，由此，可以改善以往装置所具有的调整机能即砥石轴的倾斜调整、移动调整所无法完全改善的纳米形貌成分。

如以上所述，在以往的技术中，从纳米形貌的观点来看，极力地使工件在磨削中不会变形是重要的，因而专注于砥石轴的倾斜控制、偏移控制、以及在旋转轴向将工件支撑在适当位置上的静压的控制。

然而，对于使用如此的以往的双面磨削装置、双面磨削方法而被双面磨削后的芯片，若测定近似纳米形貌，则其偏差大，波长为10mm大小的纳米形貌程度有可能超过0.2μm。如此，若在双面磨削工序中的近似纳米形貌超过0.2μm，则在最终成品时，纳米形貌程度会超过15nm，难以将纳米形貌抑制于近年渐渐被要求的程度(图12)。

发明内容

以往，认为在双面磨削装置中，对于沿着径向从外周侧支撑工件并使其旋转的工件保持器，不会对纳米形貌等的芯片质量造成影响。但是，本发明人对于如此的双面磨削中的问题进行调查后得知：关于纳米形貌的控制，相对于上述砥石轴的倾斜控制、移动控制、以及在自转的轴向上将工件支撑在适当位置上的静压的控制，反而控制沿着工件的径向的支撑装置的工件保持器的自转的轴向的位置是重要的。

因此，本发明的目的是提供一种工件的双面磨削装置及双面磨削方法，在工件的双面磨削中，使成为工件的纳米形貌恶化的重要原因的沿着从外周侧来支撑工件的工件保持器的自转的轴向的位置稳定化。

为了达成上述目的，本发明提供一种工件的双面磨削装置，至少具备：可自转的工件保持器，其沿着径向，从外周侧来支撑薄板状的工件；一对静压支撑构件，其位于该工件保持器的两侧，沿着自转的轴向，从两侧通过流体的静压，非接触支撑工件保持器；以及一对砥石，其同时地磨削被上述工件保持器支撑的工件的两面；其特征在于：

上述工件保持器与上述静压支撑构件的间隔是50μm以下，且上述静压支撑构件以0.3MPa以上的上述流体的静压，来支撑上述工件保持器。

以往，未被发现沿着工件保持器的自转的轴向的位置，会对于工件的纳米形貌的恶化造成影响，例如工件保持器与静压支撑构件的间隔，一般是200～500μm。

然而，如本发明那样地，若是一种双面磨削装置，其工件保持器与静压支撑构件的间隔，即，在工件保持器中的被非接触支撑的面与在静压支撑构件中的非接触支撑工件保持器的面的间隔为50μm以下，且静压支撑构件以0.3Mpa以上的流体的静压来支撑工件保持器，则利用此双面磨削装置来进行双面磨削时，可使用以支撑工件的工件保持器的位置稳定化，由此，变成可显著地抑制工件的纳米形貌恶化。

此时，优选上述工件保持器的平行度为5μm以下且平面度为5μm以下。

如本发明那样地，在工件保持器与静压支撑构件的间隔狭小至50μm以下的情况旋，在使工件保持器及被工件保持器支撑的工件自转时，变成容易施加负荷。但是，若工件保持器的形状精度是平行度为5μm以下且平面度为5μm以下，则变成可充分地抑制上述负荷，而可更顺畅地进行双面磨削。

此外，在此所谓的工件保持器的平行度是指从正反面的平面应平行的位置算起的差值量，平面度是指该面中的起伏的PV值。

此时，优选在上述工件保持器中，至少被非接触支撑的面是由氧化铝陶瓷所构成的。

若为氧化铝陶瓷，则加工性良好，难以因加工时的发热而造成热膨胀，工件保持器的被非接触支撑的面的形状精度变成更高精度。

另外，优选在上述静压支撑构件中，非接触支撑上述工件保持器的面的平面度为20μm以下。

若如此，如本发明那样地，即使工件保持器与静压支撑构件的间隔狭小至50μm以下，在使工件保持器自转时，负荷也难以施加，变成可更顺畅地进行双面磨削。

而且，上述砥石可设成由平均粒径1μm以下的钻石砥粒(钻石磨粒)与玻璃化熔结(vitrified bond)材所构成。

近年，因顾客的要求，不仅是工件的质量，制造成本的削减也被冀望，但在制造成本的削减中，必须降低各工序的加工量来消减原料原单位，提高加工装置的生产性等。在双面磨削工序中，根据磨削砥石的钻石砥粒的微细化，降低后工序也就是双面研磨工序的研磨量，成为重大的技术课题。以往，编号#3000，平均粒径4μm的砥石，一直被使用，但为了更改善面粗糙度、损伤深度，如编号#6000～#8000那样的平均粒径1μm以下的微细砥粒砥石，开发也被进行。

若砥石为由如此的平均粒径1μm以下的钻石砥粒与玻璃化熔结材所构成的情况，则磨削负荷会变高，利用以往的装置，在磨削中，施加在工件上的应力会变大，无法获得依据流体的静压而产生的支撑效果，工件保持器容易倾斜，工件保持器的位置控制困难。然而，若为本发明，即使具备如此的磨削负荷变高的大编号的砥石，也可控制工件保持器的位置，即，可充分地抑制工件的纳米形貌恶化。

另外，本发明提供一种工件的双面磨削方法，至少，通过工件保持器，沿着径向，从外周侧来支撑薄板状的工件，并使其自转，且根据位于上述工件保持器的两侧的一对静压支撑构件，沿着自转的轴向，从两侧通过流体的静压，非接触支撑工件保持器，且通过一对砥石，同时地磨削由上述工件保持器支撑的工件的两面；其特征在于：

将上述工件保持器与上述静压支撑构件的间隔设为50μm以下，且将上述流体的静压调整成0.3MPa以上，来磨削上述工件的两面。

如此，若将工件保持器与静压支撑构件的间隔设为50μm以下，且将流体的静压调整成0.3MPa以上，来磨削工件的双面，则可一边使支撑工件的工件保持器的位置稳定化，一边进行工件的双面磨削，可显著地抑制工件的纳米形貌的恶化。另外，与以往相比，纳米形貌程度的偏差小，可改善成高程度。

此时，优选将上述工件保持器设成其平行度为5μm以下，且其平面度为5μm以下。

如此，可充分地抑制使工件保持器及被工件保持器支撑的工件自转时的负荷，可更顺畅地进行双面磨削。

而且，优选在上述工件保持器中，至少将被非接触支撑的面，设成由氧化铝陶瓷所构成。

若为氧化铝陶瓷，则工件保持器成形时的加工性好，工件保持器难以因加工时的发热而发生热膨胀，可使工件保持器的被非接触支撑的面的形状精度为更高的精度，可更降低双面磨削时施加的负荷。

另外，优选在上述静压支撑构件中，将非接触支撑上述工件保持器的面设成其平面度为20μm以下。

如此，使工件保持器自转之际，负荷难以施加，可更顺畅地进行双面磨削。

而且，可将上述砥石，设成由平均粒径1μm以下的钻石砥粒与玻璃化熔结材所构成。

即使将砥石设为如此的磨削负荷会变高者，也可实行工件保持器的位置控制，可充分地抑制工件的纳米形貌恶化。

若为本发明的工件的双面磨削装置及工件的双面磨削方法，则在双面磨削后的工件中，偏差小，可特别地抑制纳米形貌。特别是可达成：使用平均粒径1μm以下的微细砥粒(磨粒)所构成的大编号砥石(磨石)，使后工序中的加工量降低而降低制造成本，且获得高精度的纳米形貌。

附图说明

图1是表示本发明的双面磨削装置的一例的概略图。

图2是表示工件保持器的一例的概略图，图2的(a)是整体图、图2的(b)是剖面图。

图3是表示静压支撑构件的一例的概略图，图3的(a)是整体图、图3的(b)是工件保持器静压部的放大图、图3的(c)是A-A’剖面图、图3的(d)是流体的供给线。

图4是表示静压支撑构件的形状测定结果的一例的测定图。

图5是表示工件保持器与静压支撑构件的形状及位置关系的说明图。

图6是实施例1、比较例1的近似纳米形貌的测定结果。

图7是实施例2、比较例2的近似纳米形貌的测定结果。

图8是表示以往的双面磨削装置的一例的概略图。

图9是表示根据纳米成像仪测定而得的纳米形貌图的例子的测定图，图9(a)的纳米形貌程度良好的情况、图9的(b)纳米形貌程度恶劣的情况。

图10的(a)是表示对于利用静电电容方式的测定机测定而得的弯曲形状施以带通滤波器处理，而被得到的近似纳米形貌的一例的图表；图10的(b)是表示利用纳米成像仪测定而得的纳米形貌的一例的图表。

图11是表示在以往的双面磨削方法中，工件保持器位置未被固定而倾倒的样子的说明图。

图12是表示双面磨削工序后的近似纳米形貌的值与最终工序后的纳米形貌的值的关系图表。

具体实施方式

以下，说明本发明的实施方式，但本发明不被限定于此。

本发明人对于双面磨削装置及双面磨削方法、以及与磨削后的工件的纳米形貌的关系，进行努力研究后的结果，发现沿着工件的径向的支撑装置即工件保持器的自转的轴向的位置控制是重要的。以往，此支撑装置被认为对于纳米形貌等的芯片质量没有影响。

而且，更进一步地进行研究得知，工件保持器与静压支撑构件的间隔(即工件保持器中的被非接触支撑的面与静压支撑构件中的非接触支撑工件保持器的面的间隔)，在以往的情况，一般是200～500μm，但此大小，无法获得依据流体的静压而产生的支撑效果。即，确认了无法沿着工件保持器的自转的轴向来控制工件保持器的位置。因此，得知：如图11所示，姿势容易倾倒，工件保持器在自转的轴向的位置未被固定。工件保持器的磨削中的倾倒会使被插入的工件的自转的轴向的位置发生偏移，导致纳米形貌的恶化。

另外，本发明人还发现：尤其，在磨削负荷高的微细砥粒(例如1μm以下)的大编号砥石的情况中，上述的工件保持器的倾倒变得显著。

而且，本发明人为了在特别是使用如此大编号的砥石，降低双面磨削后的工序即双面研磨工序的研磨量来改善产生的成本、面粗糙度或损伤深度的同时，改善磨削后的工件的纳米形貌，而发现：将工件保持器与静压支撑构件的间隔设为50μm以下，且将用以静压支撑工件保持器的流体的静压调节成0.3MPa以上，来磨削根据工件保持器而被支撑的工件的两面即可。发现：若为如此的条件，在磨削中，会稳定地支撑工件保持器，也会适当地进行位置控制，从而完成本发明。

图1是表示本发明的双面磨削装置的一例的概略图。双面磨削装置1主要具备：支撑工件W的工件保持器2、根据流体的静压而非接触支撑工件保持器2的一对静压支撑构件3、以及同时地磨削工件W的两面的一对砥石4。

此处，首先叙述工件保持器2。图2中表示工件保持器2的概要。如图2的(a)的整体图、图2的(b)的剖面图所示，工件保持器2，主要具有：环状且剖面呈L字的环部6；与工件W接触沿着工件W的径向从外周侧来作支撑的支撑部7；以及为了使工件保持器2自转而被使用的内齿轮8；内齿轮部8经由支撑部7以螺栓固定在环部6的L字的内侧。

另外，为了使工件保持器2自转，配设有被连接在马达9上的驱动齿轮10，此驱动齿轮10与内齿轮部8啮合，可通过马达9使驱动齿轮10旋转，经由内齿轮部8而使工件保持器2自转。而且，如图2的(a)所示，在支撑部7的缘部的一部分，形成向内侧突出的突起，配合已被形成于工件W的周缘部的被称为刻痕的缺口的形状，可将工件保持器2的旋转动作传达至工件W。

另外，工件保持器2被绕着轴作自由地旋转的三个以上的滚轮11支撑，并且可旋转。在图2的(a)所示的例子中，被配置四个此滚轮11，但不被限定于此。

环部6具有根据静压支撑构件3而被非接触支撑的面，此环部6例如由氧化铝陶瓷所构成。如此，若材质为氧化铝陶瓷，则加工性良好，加工时也难以热膨胀，因此，被非接触支撑的面，可高精度地被加工为预定形状。

另外，例如，支撑部7的材质可为树脂，内齿轮部8及驱动齿轮10的材质可为SUS，但不被限定于此。

接着，说明静压支撑构件3。

图3中表示静压支撑构件3的概要。首先，图3的(a)是表示静压支撑构件3的整体。其外周侧是非接触支撑工件保持器2的工件保持器静压部，其内周侧是非接触支撑工件W的工件静压部。另外，在静压支撑构件3上形成用以插入为了使工件保持器2自转而被使用的驱动齿轮10的孔、用以插入砥石4的孔。

图3的(b)中表示放大后的工件保持器静压部的一部分。另外，图3的(c)是图3的(b)的A-A’线的剖面图。

如图3的(b)、(c)所示，表面具有堤12以及被堤12包围的凹部即槽13，在各槽13中，形成用以从流体供给口向槽13供给流体(例如水)的供给孔14。

另外，图3的(d)是表示用以将流体供给至各供给孔14的线路，各线路中具备阀15及压力计16。由此，可调整通过供给孔14而被供给至各槽13的流体的静压。实际上，进行双面磨削时，被调整为0.3MPa以上的静压，利用其静压来非接触支撑工件保持器2。

而且，如图1所示，静压支撑构件3被配设在工件保持器2的两侧。另外，各静压支撑构件3被安装在用以调整其位置的装置(未图标)上，当进行双面磨削时，工件保持器2与各静压支撑构件3的间隔，即，如图3的(c)所示，工件保持器2中的被非接触支撑的面，与静压支撑构件3中的非接触支撑工件保持器的面的间隔D，被设定为50μm以下。

此外，工件静压部的构成并未特别地被限定，也可为未具备供给流体的机构，或者，可为与日本专利公开公报特开2007-96015号相同地，具备堤、槽、供给孔，作成可于工件W与静压支撑构件3间供给流体。

另外，砥石4并未特别地被限定，例如，与以往相同地，可使用平均砥粒径为4μm的编号#3000号者。进而，也可设为编号#6000～8000的大编号者。作为此例，可举例平均粒径1μm以下的钻石砥粒与玻璃化熔结材所构成者。另外，砥石4被连接在马达5上，可作高速旋转。

在以往装置中，工件保持器中的被非接触支撑的面与静压支撑构件中的非接触支撑工件保持器的面的间隔为200～500μm，但特别是使用如上述那样的大编号的砥石的情况，磨削负荷高，难以使工件保持器沿着自转的轴向的位置稳定化。

然而，在本发明的双面磨削装置1中，即使是如此的大编号的砥石4，因为间隔D在50μm以下，且以0.3MPa以上的流体的静压来支撑工件保持器2，所以可使沿着工件保持器2的自转的轴向的位置充分地稳定化。因此，成为可使用将要施加高负荷的大编号的砥石来进行磨削，与以往相较，能特别地抑制纳米形貌的恶化，可高质量地磨削工件。

并且，若采用如此的大编号的砥石4，可期待双面磨削后的两面研磨工序中的研磨量的降低化，可提高生产性，削减成本，且可改善双面磨削中的面粗糙度、伤痕深度等。

如上述那样地，已说明了本发明的双面磨削装置1的工件保持器2、静压支撑构件3、砥石4等的各构成，但在此，更进一步地说明关于工件保持器2及静压支撑构件3的更佳的实施方式。

首先，本发明人对于本发明的双头磨削装置1中的工件保持器2及静压支撑构件3的形状精度进行调查。

具体地，为了将工件保持器2与静压支撑构件3的间隔D设定于50μm以下，使用了一种变更并组合工件保持器2的平面度与平行度、及静压支撑构件3的非接触支撑工件保持器2的面的平面度的装置，通过水的静压非接触支撑工件保持器2，并使工件保持器2自转，由此进行调查其旋转状况的实验。砥石使用大编号的#8000。

首先，准备多个的静压支撑构件3与多个的工件保持器2，使用三维测定机ZYZAXRVA-A(东京精密股份有限公司制)，关于静压支撑构件3，选择二种水平(平面度为15μm、20μm)，关于工件保持器2，选择三种水平(平面度为50μm且平行度为10μm、平面度为15μm且平行度为10μm、平面度为5μm且平行度为5μm)。图4表示静压支撑构件的形状测定结果的一例。

对这些进行组合，在设定工件保持器2与静压支撑构件3的间隔D为50μm之后，调查工件保持器2的自转的旋转状况。此外，供给的水的静压是0.3MPa。

表1中表示工件保持器2、静压支撑构件3的平面度、平行度的组合和旋转状态。

[表1]

如表1所示，在平面度与平行度大的组合中，即使工件保持器2旋转，但使驱动齿轮10旋转的马达的负荷会较通常高，而且可知工件保持器2与静压支撑构件3为接触状态。

对于工件保持器2与静压支撑构件3的间隔D与各个形状的关系，如图5所示，若以e为静压支撑构件3的平面度，f为工件保持器2的平行度，h-g为工件保持器2的平面度，进而将静压水膜的厚度设为α，则工件保持器2与静压支撑构件3的间隔D被表示为D＝e+f+(h-g)/2+α。此处，因静压水膜厚度α难以测定，无法规定其它的大小，但依据表1的旋转状态的结果，e+f+(h-g)/2的数值为30μm以下为必要条件。

但是，对于静压支撑构件3与工件保持器2的加工时的形状精度，易于作出高精度的形状单纯的工件保持器2，而对于具有复杂的形状的静压支撑构件3，其形状精度有极限。对此，优选e+f+(h-g)/2的数值满足为30μm以下，且作为实际的形状精度，静压支撑构件3的平面度为20μm以下，工件保持器2的平面度为5μm以下，平行度为5μm以下。

特别是，对于工件保持器2的平面度为5μm以下、平行度为5μm以下的精度，以往使用的热膨胀系数约17×10^-6/℃的SUS304因加工时的发热而无法获得这样的精度。而将工件保持器2的环部6设为热膨胀系数6×10^-6/℃的氧化铝陶瓷，便可容易达成的这样精度。

此外，关于e+f+(h-g)/2的数值为30μm以下的二种水平的组合(工件保持器2的平行度为5μm且平面度为5μm，静压支撑构件3的非接触支撑工件保持器的面的平面度为20μm或15μm)，确认了在工件磨削后测定而得的近似纳米形貌小于0.2μm，是极良好的程度。

由以上的调查可知，优选工件保持器2的平行度为5μm以下且平面度为5μm以下，静压支撑构件3的非接触支撑工件保持器2的面的平面度为20μm以下。此外，两侧的静压支撑构件3的平行度，只要在组装时，预先进行平行调整即可。

而且，本发明人发现：若为满足如此的条件的双面磨削装置，则即使工件保持器2与静压支撑构件3的间隔D为50μm以下的小数值，也可有效果地防止驱动齿轮10的马达9的负荷上升，防止在内齿轮部8与驱动齿轮10之间因磨耗而造成的发尘，以及防止发尘后的异物混入工件保持器2与静压支撑构件3的隙间内。而且，由此，可预防发生妨碍工件保持器2的旋转的现象等。

接着，叙述本发明的工件的双面磨削方法。

此处，以使用图1所示的本发明的双面磨削装置1的情况来说明，但不被限定于此，只要将工件保持器2与静压支撑构件3的间隔D设为50μm以下，且将流体的静压调节成0.3MPa以上，来磨削工件的双面的方法即可。

通过工件保持器2的支撑部7，沿着工件W的径向，从外周侧保持来支撑工件W(例如硅芯片)。

将支撑工件W的工件保持器2，支撑在一对静压支撑构件3之间，并使静压支撑构件3与工件保持器2之间具有间隙。此时，从静压支撑构件3的各槽13的供给孔14供给流体即水，个别地调节各槽13的静压，使静压为0.3MPa以上。另外，将静压支撑构件3与工件保持器2的间隔D调节成50μm以下。

如此，使用静压支撑构件3，通过水的静压，非接触地支撑工件保持器2(此工件保持器2从外周侧支撑工件W)；另外，一边通过驱动齿轮10使工件保持器2自转，一边通过马达5使砥石4旋转，同时磨削工件W的两面。

为了防止工件W的纳米形貌恶化，重要的要素是沿着用以支撑工件W的工件保持器2的自转的轴向，来控制位置。根据如上述的本发明的双面磨削方法，由于可一边将工件保持器2，沿着自转的轴向，控制在适当的位置，一边进行工件W的双面磨削，因此，与以往相较，偏差少，可改善而成为高程度的纳米形貌。例如，在双面磨削时，可使近似纳米形貌为0.2μm以下。由此，在最终成品时，可抑制纳米形貌在15nm以下。这样能够成为充分满足来自近年来的顾客的要求的程度。

此外，针对工件保持器2，若将环部6(具有被非接触支撑的面)作成是由氧化铝陶瓷所构成，则可高形状精度地加工该被非接触支撑的面，特别是可作成平行度为5μm以下且平坦度为5μm以下的工件保持器2。

另外，针对静压支撑构件3，优选作成其平面度为20μm以下。

若使用如此形状的工件保持器2、静压支撑构件3，来进行双面磨削，则在磨削中，即使工件保持器2与静压支撑构件3的间隔D为50μm以下，虽然狭小但也不会互相接触，可消除对于工件保持器2的旋转的影响。

另外，可使用如平均粒径1μm以下的钻石砥粒与玻璃化熔结材所构成的大编号的砥石来作为砥石4。以往，使用如此的大编号砥石的情况时，因磨削时的负荷，导致无法控制工件保持器的位置，使得工件W中的纳米形貌恶化。但是，若为本发明，即使采用大编号的砥石，也可控制工件保持器的位置，可充分地抑制工件的纳米形貌的恶化。并且，通过采用大编号的砥石，可使之后的双面研磨工序中的研磨量减少，可期待消减成本，改善面粗糙度和损伤深度等。

以下，根据实施例，更详细地说明本发明，但本发明不被限定于这些例子。

(实施例1)

使用图1中所示的本发明的工件的双面磨削装置1，根据本发明的双面磨削方法，进行工件(直径300mm的硅芯片)的双面磨削。

工件保持器的环部由氧化铝陶瓷所构成。工件保持器的平面度为5μm、平行度为5μm，静压支撑构件的平面度为15μm。

工件保持器与静压支撑构件的间隔设为30μm。另外，从静压支撑构件的供给孔来供给水，通过0.6MPa的静压，非接触支撑工件保持器。进而，使用平均粒径1μm以下的钻石砥粒与玻璃化熔结材所构成的SD#3000砥石与SD#8000砥石(日本联合材料股份有限公司(A.L.M.T)制造的玻璃化熔结砥石)来作为砥石。

磨削量是30μm。

图6表示工件保持器与静压支撑构件的间隔以及被磨削后的工件的近似纳米形貌的结果。

如图6所示，在使用任一种砥石的情况下，与后述的比较例相较，偏差(不均)小，且可将近似纳米形貌抑制于0.2μm以下的良好程度。特别是即使采用大编号的SD#8000砥石的情况，也显示出优良的结果。

(比较例1)

除了将工件保持器与静压支撑构件的间隔设为100μm或200μm以外，与实施例1相同地进行工件(直径300mm的硅芯片)的双面磨削。

如图6所示，与实施例1相较，近似纳米形貌的偏差大，且有超过0.2μm的情况。因而为了确实地抑制于0.2μm以下，必须如本发明那样地，将静压支撑构件与工件保持器的间隔设为50μm以下。

此外，得知：静压支撑构件与工件保持器的间隔越狭小，近似纳米形貌的值越降低。进而，在使用SD#8000砥石时，此倾向变成更显著，工件保持器与静压支撑构件的间隔越广，近似纳米形貌越急剧地恶化。

(实施例2、比较例2)

除了使用SD#8000砥石作为砥石，改变依据水而产生的静压值的设定以外，与实施例1相同地进行工件(直径300mm的硅芯片)的双面磨削。

依据水而产生的静压是0.3Mpa、0.8Mpa、1.0MPa(以上为实施例2)、以及0.2MPa(比较例2)。

图7表示依据水而产生的静压值与被磨削后的工件的近似纳米形貌的结果。此外，同时表示实施例1的近似纳米形貌的值，作为参考(在静水压0.6Mpa中的值)。

在比较例2中，近似纳米形貌是0.8μm而较大，在实施例2中，皆被抑制在0.2μm以下。

如此，若静压值较0.3MPa小，则近似纳米形貌显著地变大，无法获得高质量的磨削后的工件。因而通过使静压值为0.3MPa以上，可抑制成优良程度的近似纳米形貌。

另外，根据实施例1、2，比较例1、2，得知：为了得到高程度的近似纳米形貌的磨削后的工件，如本发明那样地，必需将工件保持器与静压支撑构件的间隔设成50μm以下，同时通过0.3MPa以上的静压，利用静压支撑构件来非接触支撑工件保持器。

(比较例3)

使用以往的双面磨削装置来进行工件(直径300mm的硅芯片)的双面磨削。

所使用的双面磨削装置XSG-320(光洋机械工业股份公司制)，是以往的标准的磨削装置，以三维形状测定机ZYZAXRVA-A(东京精密股份有限公司制)来进行实测，工件保持器是平行度为10μm、平面度为50μm的SUS制品，静压支撑构件的平面度是20μm。

工件保持器与静压支撑构件的间隔是标准的200μm，静水压设为0.6MPa。而且，砥石采用玻璃化熔结的SD#3000的直径160mm的砥石(日本联合材料股份有限公司(A.L.M.T)制造的玻璃化熔结砥石)。

磨削量是30μm。

对于磨削后的工件测量近似纳米形貌后的结果是偏差(不均)非常大，偏差为平均0.6μm，最大1.2μm。无法满足近似纳米形貌目标值0.2μm。在200μm的间隙之中，此原因使工件保持器容易倾倒，而因工件保持器的倾倒，工件的中心位置偏移，使工件发生变形。

此外，本发明并非被限定于上述实施方式，上述实施方式仅为例示，凡是具有与本发明的权利要求中所记载的技术思想实质相同的结构，可达到同样的作用效果的发明，皆包含在本发明的技术范围中。

Claims (10)

1.一种工件的双面磨削装置，至少具备：可自转的工件保持器，其沿着径向，从外周侧来支撑薄板状的工件；一对静压支撑构件，其位于该工件保持器两侧，沿着自转的轴向，从两侧通过流体的静压，非接触支撑工件保持器；以及一对砥石，其同时地磨削被上述工件保持器支撑的工件的两面；其特征在于：

上述工件保持器与上述静压支撑构件的间隔是50μm以下，且上述静压支撑构件以0.3MPa以上的上述流体的静压，来支撑上述工件保持器。

2.如权利要求1所述的工件的双面磨削装置，其中上述工件保持器的平行度为5μm以下且平面度为5μm以下。

3.如权利要求1或2所述的工件的双面磨削装置，其中在上述工件保持器中，至少被非接触支撑的面是由氧化铝陶瓷所构成的。

4.如权利要求1～3中任一项所述的工件的双面磨削装置，其中在上述静压支撑构件中，非接触支撑上述工件保持器的面的平面度为20μm以下。

5.如权利要求1～4中任一项所述的工件的双面磨削装置，其中上述砥石是由平均粒径1μm以下的钻石砥粒与玻璃化熔结材所构成的。

6.一种工件的双面磨削方法，至少，通过工件保持器，沿着径向，从外周侧来支撑薄板状的工件，并使其自转，且根据位于上述工件保持器两侧的一对静压支撑构件，沿着自转的轴向，从两侧通过流体的静压，非接触支撑上述工件保持器，且通过一对砥石，同时地磨削由上述工件保持器支撑的工件的两面；其特征在于：

将上述工件保持器与上述静压支撑构件的间隔设为50μm以下，且将上述流体的静压调节成0.3MPa以上，来磨削上述工件的两面。

7.如权利要求6所述的工件的双面磨削方法，其中将上述工件保持器设成其平行度为5μm以下，且其平面度为5μm以下。

8.如权利要求6或7所述的工件的双面磨削方法，其中在上述工件保持器中，至少将被非接触支撑的面设成由氧化铝陶瓷所构成。

9.如权利要求6～8中任一项所述的工件的双面磨削方法，其中在上述静压支撑构件中，将非接触支撑上述工件保持器的面设成其平面度为20μm以下。

10.如权利要求6～9中任一项所述的工件的双面磨削方法，其中将上述砥石设成由平均粒径1μm以下的钻石砥粒与玻璃化熔结材构成。

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