TWI422465B - Double - sided grinding of workpiece and double - sided grinding of workpiece - Google Patents

Description

工件的雙面磨削裝置及工件的雙面磨削方法

本發明係關於一種工件的雙面磨削裝置及工件的雙面磨削方法，用以同時地磨削矽晶圓等的薄板狀的工件的兩面；特別係關於一種工件的雙面磨削裝置及工件的雙面磨削方法，將支持工件的工件保持器，以非接觸的方式支持，來磨削工件的兩面。

在採用了以例如直徑300mm的大口徑矽晶圓為代表的先進元件中，近年來被稱為奈米形貌(奈米級形貌(nanotopography))的表面起伏成分的大小，係成為問題。奈米形貌，係晶圓的表面形狀的一種，其波長較彎曲、翹曲短，且其波長較表面粗度長，而表示0.2~20mm的波長成分的凹凸；其PV值為0.1~0.2μm的極淺的起伏成分。此奈米形貌，係被認為會影響元件製程中的淺溝槽隔離製程(Shallow trench isolation；STI)的良率，對於成為元件基板的矽晶圓，隨著設計規則的微細化，而被嚴格地要求。

奈米形貌，係在矽晶圓的加工製程中產生。特別是在未具有基準面的加工方法中，例如在線鋸切斷、雙面磨削中，容易惡化，所以線鋸切斷中的相對的鋼線的蛇行、雙面磨削中的晶圓的歪曲的改善、管理等，係重要的。

矽晶圓的鏡面研磨後的奈米形貌，一般係藉由光學干涉式的測定機或奈米成像儀(Nanomapper)(ADE Corp.製)、Dynasearch(股份公司RAYTEX製)等而被測定。

第9圖中表示的測定圖，係藉由奈米成像儀而測定的奈米形貌圖，以濃淡來表示奈米形貌的強度。第9圖(a)係奈米形貌的強度的程度無特別問題的圖的例子，第9圖(b)係在雙面磨削製程中生成的奈米形貌的程度惡劣的例子。

切片製程、雙面磨削製程等的製程中的工件，為非鏡面晶圓的情況時，如被國際公開第2006/018961所揭示般地，對於由靜電電容方式的測定機而被測得的彎曲形狀，藉由進行運算的帶通濾波器處理，即可簡易地進行奈米形貌的測定。

第10圖(a)係對於藉由靜電電容方式的測定機而被測定的雙面被磨削後的晶圓的彎曲形狀，施以50mm-1mm的帶通濾波器處理，而被得到的擬似奈米形貌的例子。再者，第10圖(b)係表示藉由奈米成像儀測定後的情況的奈米形貌的圖表。

為了滿足作為最近的要求而漸漸成為主流，也就是最終製品時的波長為10mm尺寸的奈米形貌程度，成為15nm以下的條件，被認為中間製程中的擬似奈米形貌，必須於0.2μm以下。

第12圖中表示雙面磨削製程後的擬似奈米形貌的值與最終製程後的奈米形貌的值的關係。可知兩者之間有良好的關連性。

在此，說明先前的雙面磨削方法。

首先，將雙面磨削時被使用的先前的工件的雙面磨削裝置的一例，表示於第8圖。如第8圖所示，雙面磨削裝置101，具備：沿著徑向，從外周側支持薄板狀的工件W，並可自轉的工件保持器102；位於工件保持器102的兩側，沿著自轉的軸方向，從兩側藉由流體的靜壓，非接觸支持工件保持器102之一對靜壓支持構件103；以及同時地磨削被工件保持器102支持的工件W的兩面之一對砥石104。砥石104係被安裝於馬達105上，成為可高速旋轉。

使用如此的雙面磨削裝置101，磨削工件W的兩面時，首先，藉由工件保持器102來支持工件W。再者，藉由使工件保持器102自轉，可使工件W自轉。又，從兩側的各靜壓支持構件103，供給流體至工件保持器102與靜壓支持構件103之間，沿著自轉的軸方向，藉由流體的靜壓來支持工件保持器102。並且，使用藉由馬達105而高速旋轉的砥石104，來磨削如此地被工件保持器102及靜壓支持構件103支持而自轉的工件W的兩面。

以往，關於在旋轉軸方向支持工件的手段，因磨削中的工件的歪曲會影響加工面的精度、奈米形貌，所以已經檢討了各式各樣的改良。

例如，在國際公開第2006/67950中，提案一種控制工件的厚度的中心及/或支持工件之支持手段的中心、與一對磨削砥石的砥石面間隔的中心的相對位置，來進行磨削。

又，在如第8圖所示的採用依據流體所產生的靜壓支持的裝置，例如，日本專利公開公報特開2007-96015號中，關於在軸方向支持工件的正反面的靜壓支持方法，顯示：採用一種靜壓支持構件，其複數個槽(凹部)分別具備流體的供給孔，而可分別調整各槽的流體靜壓，藉此，先前裝置所具有的調整機能，亦即以砥石軸的傾斜調整、移動調整無法完全改善的奈米形貌成分，會被改善。

如以上所述，先前的技術中，極力地使工件在磨削中不會變形，從奈米形貌的觀點來看係重要的，因而專注於砥石軸的傾斜控制、偏移控制、以及於旋轉軸方向支持工件於適當位置上的靜壓的控制。

然而，對於使用如此的先前的雙面磨削裝置、雙面磨削方法而被雙面磨削後的晶圓，若測定擬似奈米形貌，則其偏差大，波長為10mm尺寸的奈米形貌程度，特別是有超過0.2μm的情況。如此，若在雙面磨削製程中的擬似奈米形貌超過0.2μm，則最終製品時，奈米形貌程度會超過15nm，難以將奈米形貌抑制於近年漸漸被要求的程度(第12圖)。

先前認為在雙面磨削裝置中，對於沿著徑向從外周側支持工件並使其旋轉的工件保持器，不會對奈米形貌等的晶圓品質造成影響。但是，本發明人，對於如此的雙面磨削中的問題進行調查後的結果，得知：關於奈米形貌的控制，比起上述砥石軸的傾斜控制、移動控制、以及支持工件於自轉的軸方向的適當位置上的靜壓的控制，反而是沿著工件的徑向的支持手段也就是工件保持器的自轉的軸方向的位置的控制，是重要的。

因此，本發明的目的係提供一種工件的雙面磨削裝置及雙面磨削方法，針對在工件的雙面磨削中，成為工件的奈米形貌惡化的重要原因，也就是沿著從外周側來支持工件之工件保持器的自轉的軸方向的位置，可使其安定化。

為了達成上述目的，本發明係提供一種工件的雙面磨削裝置，其係至少具備：沿著徑向，從外周側來支持薄板狀的工件之可自轉的工件保持器；位於該工件保持器的兩側，沿著自轉的軸方向，從兩側藉由流體的靜壓，非接觸支持工件保持器之一對靜壓支持構件；以及同時地磨削被上述工件保持器支持的工件的兩面之一對砥石；該工件的雙面磨削裝置，其特徵在於：上述工件保持器與上述靜壓支持構件的間隔，係50μm以下，且上述靜壓支持構件，係以0.3MPa以上的上述流體的靜壓，來支持上述工件保持器。

先前，未被發現沿著工件保持器的自轉的軸方向的位置，會對於工件的奈米形貌的惡化造成影響，例如工件保持器與靜壓支持構件的間隔，一般是200~500μm。

然而，如本發明般地，若是一種雙面磨削裝置，其工件保持器與靜壓支持構件的間隔，亦即，在工件保持器中的被非接觸支持的面，與在靜壓支持構件中的非接觸支持工件保持器的面的間隔，為50μm以下，且靜壓支持構件以0.3Mpa以上的流體的靜壓來支持工件保持器，則利用此雙面磨削裝置來進行雙面磨削時，可使支持工件之工件保持器的位置安定化，藉此，變得可顯著地抑制工件的奈米形貌惡化。

此時，上述工件保持器，較佳是：其平行度為5μm以下，且其平面度為5μm以下。

如本發明般地，工件保持器與靜壓支持構件的間隔，狹小至50μm以下的情況時，使工件保持器及被工件保持器支持的工件自轉之際，變得容易施加負荷。但是，若工件保持器的形狀精度，其平行度為5μm以下，且其平面度為5μm以下，則變得可充分地抑制上述負荷，而可更順暢地進行雙面磨削。

再者，在此所謂的工件保持器的平行度，係指從正反面的平面應平行的位置算起的差值量，平面度係指該面中的起伏的PV值。

此時，在上述工件保持器中，較佳是：至少被非接觸支持的面，係由氧化鋁陶瓷所構成。

若為氧化鋁陶瓷，則加工性良好，難以因加工時的發熱而造成熱膨脹，工件保持器的被非接觸支持的面的形狀精度，變得更高精度。

又，在上述靜壓支持構件中，較佳是：非接觸支持上述工件保持器的面，其平面度為20μm以下。

若為如此者，如本發明般地，即使工件保持器與靜壓支持構件的間隔狹小至50μm以下，於使工件保持器自轉之際，負荷亦難以施加，變得可更順暢地進行雙面磨削。

而且，上述砥石係可設成由平均粒徑1μm以下的鑽石砥粒(鑽石磨粒)與玻璃化熔結材所構成。

近年，因顧客的要求，不僅是工件的品質，製造成本的削減亦被冀望，但製造成本的削減之中，因各製程的加工量降低而產生的原料原單位的削減、加工裝置的生產性的提高等，是必須的。雙面磨削製程中，藉由磨削砥石的鑽石砥粒的微細化，降低後製程也就是雙面研磨製程的研磨量，成為重大的技術課題。先前，編號# 3000，平均粒徑4μm的砥石係一直被使用，但為了更改善面粗度、損傷深度，如編號# 6000~# 8000般的平均粒徑1μm以下的微細砥粒砥石，開發亦被進行。

砥石，若為由如此的平均粒徑1μm以下的鑽石砥粒與玻璃化熔結材所構成的情況，磨削負荷會變高，利用先前的裝置，於磨削中，施加在工件上的應力會變大，無法獲得依據流體的靜壓而產生的支持效果，工件保持器容易傾斜，工件保持器的位置控制困難。然而，若為本發明，即使具備如此的磨削負荷變高的大編號的砥石，亦可實行工件保持器的位置控制，亦即，可充分地抑制工件的奈米形貌惡化。

又，本發明提供一種工件的雙面磨削方法，其係至少：藉由工件保持器，沿著徑向，從外周側支持薄板狀的工件，使其自轉，並藉由位於上述工件保持器的兩側之一對靜壓支持構件，沿著自轉的軸方向，從兩側藉由流體的靜壓，非接觸支持工件保持器，且藉由一對砥石，同時地磨削由上述工件保持器支持的工件的兩面之形態工件的雙面磨削方法，其特徵在於：將上述工件保持器與上述靜壓支持構件的間隔，設為50μm以下，且將上述流體的靜壓調整成0.3MPa以上，來磨削上述工件的兩面。

如此，若將工件保持器與靜壓支持構件的間隔，設為50μm以下，且將流體的靜壓調整成0.3MPa以上，來磨削工件的雙面，則可一邊使支持工件的工件保持器的位置安定化，一邊進行工件的雙面磨削，可顯著抑制工件的奈米形貌的惡化。又，與先前相較，奈米形貌程度的偏差小，可改善成高程度。

此時，較佳是將上述工件保持器，設成：其平行度為5μm以下，且其平面度為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持的工件自轉之際的負荷，可更順暢地進行雙面磨削。

而且，較佳是在上述工件保持器中，至少將被非接觸支持的面，設成由氧化鋁陶瓷所構成。

若為氧化鋁陶瓷，則工件保持器成形時的加工性佳，工件保持器難以因加工時的發熱而發生熱膨脹，可使工件保持器的被非接觸支持的面的形狀精度為更高的精度，可更降低雙面磨削時施加的負荷。

又，較佳是在上述靜壓支持構件中，將非接觸支持上述工件保持器的面，設成其平面度為20μm以下。

如此，使工件保持器自轉之際，負荷難以施加，可更順暢地進行雙面磨削。

而且，可將上述砥石，設成由平均粒徑1μm以下的鑽石砥粒與玻璃化熔結材所構成。

即使將砥石設為如此的磨削負荷會變高者，亦可實行工件保持器的位置控制，可充分地抑制工件的奈米形貌惡化。

若為本發明的工件的雙面磨削裝置及工件的雙面磨削方法，則在雙面磨削後的工件中，偏差小，可特別地抑制奈米形貌。特別是可達成：使用平均粒徑1μm以下的微細砥粒(磨粒)所構成的大編號砥石(磨石)，可使後製程中的加工量降低而達成製造成本的削減，且獲得高精度的奈米形貌。

以下，說明本發明的實施形態，但本發明不被限定於此。

本發明人，對於雙面磨削裝置及雙面磨削方法、以及與磨削後的工件的奈米形貌的關係，進行努力研究後的結果，發現沿著工件的徑向的支持手段也就是工件保持器的自轉的軸方向的位置控制，是重要的。先前，此係被認為對於奈米形貌等的晶圓品質沒有影響。

而且，更進一步地進行研究得知，工件保持器與靜壓支持構件的間隔(即工件保持器中的被非接觸支持的面、與靜壓支持構件中的非接觸支持工件保持器的面的間隔)，在先前的情況，一般是200~500μm，但此尺寸，無法獲得依據流體的靜壓而產生的支持效果。亦即，確認了無法沿著工件保持器的自轉的軸方向來進行工件保持器的位置控制。因此，得知：如第11圖所示，姿勢容易傾倒，工件保持器於自轉的軸方向的位置未被固定。工件保持器的磨削中的傾倒，會使被插入的工件的自轉的軸方向的位置發生偏移，導致奈米形貌的惡化。

又，本發明人亦發現：特別是上述的工件保持器的傾倒，係於磨削負荷高的微細砥粒(例如1μm以下)的大編號砥石的情況中，變得顯著。

而且，本發明人，為了一邊顧慮到特別是使用如此大編號的砥石，藉由降低雙面磨削後的製程也就是雙面研磨製程的研磨量等而產生的成本改善、面粗度或損傷深度的改善，一邊謀求磨削後的工件的奈米形貌的改善，而發現：若將工件保持器與靜壓支持構件的間隔設為50μm以下，且將用以靜壓支持工件保持器的流體的靜壓調節成0.3MPa以上，來磨削藉由工件保持器而被支持的工件的兩面即可。發現：若為如此的條件，在磨削中，工件保持器係安定地被支持，位置控制亦適切地被進行，而完成本發明。

第1圖係表示本發明的雙面磨削裝置的一例的概略圖。雙面磨削裝置1，主要具備：支持工件W的工件保持器2、藉由流體的靜壓非接觸支持工件保持器2之一對靜壓支持構件3、以及同時地磨削工件W的兩面之一對砥石4。

在此，首先敘述工件保持器2。第2圖中表示工件保持器2的概要。如第2圖(a)的整體圖、(b)的剖面圖所示，工件保持器2，主要具有：環狀且剖面呈L字的環部6；與工件W接觸，沿著工件W的徑向，從外周側支持之支持部7；以及為了使工件保持器2自轉而被使用的內齒輪8；內齒輪部8，經由支持部7，以螺栓固定於環部6的L字的內側。

又，為了使工件保持器2自轉，被配設有被連接於馬達9上的驅動齒輪10，此係與內齒輪部8嚙合，可藉由馬達9使驅動齒輪10旋轉，經由內齒輪部8而使工件保持器2自轉。而且，如第2圖(a)所示，於支持部7的緣部的一部分，形成向內側突出的突起，配合已被形成於工件W的周緣部的被稱為刻痕的缺口的形狀，變得可傳達工件保持器2的旋轉動作至工件W。

又，工件保持器2，係藉由繞著軸作自由地旋轉的三個以上的滾輪11，可旋轉地被支持。在第2圖(a)所示的例子中，被配置四個此滾輪11，但不被限定於此。

具有藉由靜壓支持構件3而被非接觸支持的面之環部6，係例如由氧化鋁陶瓷所構成。如此，若材質為氧化鋁陶瓷，則加工性良好，加工時亦難以熱膨脹，因此，被非接觸支持的面，可高精度地被加工為預定形狀。

又，例如，支持部7的材質可為樹脂，內齒輪部8及驅動齒輪10的材質可為SUS，但不被限定於此。

接著，說明靜壓支持構件3。

第3圖中表示靜壓支持構件3的概要。首先，第3圖(a)係表示靜壓支持構件3的整體。其外周側係非接觸支持工件保持器2的工件保持器靜壓部，其內周側係非接觸支持工件W的工件靜壓部。又，用以插入為了使工件保持器2自轉而被使用的驅動齒輪10的孔、用以插入砥石4的孔，係被形成於靜壓支持構件3。

第3圖(b)中表示放大後的工件保持器靜壓部的一部分。又，第3圖(c)係第3圖(b)的A-A’線的剖面圖。

如第3圖(b)、(c)所示，表面具有堤12、以及被堤12包圍的凹部也就是槽13，各槽13中，形成用以從流體供給口向槽13供給流體(例如水)的供給孔14。

又，第3圖(d)係表示用以將流體供給至各供給孔14的線路，各線路中具備閥15及壓力計16。藉此，可調整通過供給孔14而被供給至各槽13的流體的靜壓。實際上，進行雙面磨削時，被調整為0.3MPa以上的靜壓，利用其靜壓來非接觸支持工件保持器2。

而且，如第1圖所示，靜壓支持構件3被配設於工件保持器2的兩側。又，各靜壓支持構件3，係被安裝在用以調整其位置的手段(未圖示)上，當進行雙面磨削時，工件保持器2與各靜壓支持構件3的間隔，亦即，如第3圖(c)所示，工件保持器2中的被非接觸支持的面，與靜壓支持構件3中的非接觸支持工件保持器的面的間隔D，被設定為50μm以下。

再者，工件靜壓部的構成並未特別地被限定，亦可為未具備供給流體的機構，或者，可為與日本專利公開公報特開2007-96015號相同地，具備堤、槽、供給孔，作成可於工件W與靜壓支持構件3間供給流體者。

又，砥石4並未特別地被限定，例如，與先前相同地，可使用平均砥粒徑為4μm的編號# 3000號者。進而，亦可設為編號# 6000~8000的大編號者。作為此例，係舉例平均粒徑1μm以下的鑽石砥粒與玻璃化熔結材所構成者。再者，砥石4係被連接於馬達5，成為可作高速旋轉。

在先前裝置中，工件保持器中的被非接觸支持的面，與靜壓支持構件中的非接觸支持工件保持器的面的間隔，為200~500μm，但特別是使用如上述般的大編號的砥石的情況，磨削負荷高，難以使工件保持器沿著自轉的軸方向的位置安定化。

然而，在本發明的雙面磨削裝置1中，即使是如此的大編號的砥石4，因為間隔D在50μm以下，且以0.3MPa以上的流體的靜壓來支持工件保持器2，所以可使沿著工件保持器2的自轉的軸方向的位置充分地安定化。因此，成為可使用將要施加高負荷的大編號的砥石來進行磨削，與先前相較，能特別地抑制奈米形貌的惡化，可高品質地磨削工件。

並且，若採用如此的大編號的砥石4，可期待雙面磨削後的兩面研磨製程中的研磨量的降低化，可達成生產性的提高、成本的削減，且可改善雙面磨削中的面粗度、傷痕深度等。

如上述般地，已說明了本發明的雙面磨削裝置1的工件保持器2、靜壓支持構件3、砥石4等的各構成，但在此，更進一步地說明關於工件保持器2及靜壓支持構件3的更佳的實施形態。

首先，本發明人，對於本發明的雙頭磨削裝置1中的工件保持器2及靜壓支持構件3的形狀精度，進行調查。

具體地，為了將工件保持器2與靜壓支持構件3的間隔D設定於50μm以下，使用了一種變更工件保持器2的平面度與平行度、及靜壓支持構件3的非接觸支持工件保持器2的面的平面度，並加以組合而成的裝置，藉由水的靜壓，非接觸支持工件保持器2，並使工件保持器2自轉，來進行調查其旋轉狀況的實驗。砥石係使用大編號的# 8000。

首先，準備複數的靜壓支持構件3與複數的工件保持器2，使用三次元測定機ZYZAXRVA-A(股份公司東京精密製)，關於靜壓支持構件3，選擇二種水準(平面度為15μm、20μm)，關於工件保持器2，選擇三種水準(平面度為50μm且平行度為10μm、平面度為15μm且平行度為10μm、平面度為5μm且平行度為5μm)。靜壓支持構件的形狀測定結果的一例，表示於第4圖。

組合這些，設定工件保持器2與靜壓支持構件3的間隔D為50μm之後，調查工件保持器2的自轉的旋轉狀況。再者，供給的水的靜壓係0.3MPa。

第1表中表示工件保持器2、靜壓支持構件3的平面度、平行度的組合和旋轉狀態。

如第1表所示，平面度與平行度大的組合中，即使工件保持器2旋轉，使驅動齒輪10旋轉的馬達的負荷係較通常高的現象，已被確認，而可知工件保持器2與靜壓支持構件3為接觸狀態。

工件保持器2與靜壓支持構件3的間隔D，其與各個形狀的關係，是如第5圖所示，若以e為靜壓支持構件3的平面度，f為工件保持器2的平行度，h-g為工件保持器2的平面度，進而將靜壓水膜的厚度設為α，則工件保持器2與靜壓支持構件3的間隔D，係被表示為D=e+f+(h-g)/2+α。在此，因靜壓水膜厚度α係難以測定，無法規定其他的尺寸，但依據第1表的旋轉狀態的結果，e+f+(h-g)/2的數值為30μm以下係成為必要條件。

但是，靜壓支持構件3與工件保持器2的加工時的形狀精度，其形狀單純的工件保持器2係容易作出，而對於具有複雜的形狀的靜壓支持構件3，其形狀精度有極限。對此，較佳係e+f+(h-g)/2的數值滿足為30μm以下，且實際的形狀精度，靜壓支持構件3的平面度為20μm以下，工件保持器2的平面度為5μm以下，平行度為5μm以下。

特別是，工件保持器2的平面度為5μm以下、平行度為5μm以下的精度，對於從先前起便被使用的熱膨脹係數約17×10^-6 /℃的SUS304而言，因加工時的發熱而無法獲得。而利用將工件保持器2的環部6設為熱膨脹係數6×10^-6 /℃的氧化鋁陶瓷，便可容易達成的精度。

再者，關於e+f+(h-g)/2的數值為30μm以下的二種水準的組合(工件保持器2的平行度為5μm且平面度為5μm，靜壓支持構件3的非接觸支持工件保持器的面的平面度為20μm或15μm)，確認了在工件磨削後測定而得的擬似奈米形貌，係小於0.2μm，是極良好的程度。

由以上的調查可知，工件保持器2係平行度為5μm以下，且平面度為5μm以下，靜壓支持構件3，其非接觸支持工件保持器2的面的平面度，較佳是20μm以下。再者，兩側的靜壓支持構件3的平行度，只要在組裝時，預先進行平行調整即可。

而且，本發明人發現：若為滿足如此的條件的雙面磨削裝置，則即使工件保持器2與靜壓支持構件3的間隔D為50μm以下的小數值，亦可有效果地防止驅動齒輪10的馬達9的負荷上升、於內齒輪部8與驅動齒輪10之間發生因磨耗而造成的發塵、以及發塵後的異物混入工件保持器2與靜壓支持構件3的隙間內。而且，藉此，可預防發生妨礙工件保持器2的旋轉的現象等。

接著，敘述本發明的工件的雙面磨削方法。

在此，係以使用第1圖所示的本發明的雙面磨削裝置1的情況來說明，但不被限定於此，只要將工件保持器2與靜壓支持構件3的間隔D設為50μm以下，且將流體的靜壓調節成0.3MPa以上，來磨削工件的雙面的方法即可。藉由工件保持器2的支持部7，沿著工件W的徑向，從外周側保持來支持工件W(例如矽晶圓)。

將支持工件W的工件保持器2，支持於一對靜壓支持構件3之間，並使靜壓支持構件3與工件保持器2之間具有間隙。此時，從靜壓支持構件3的各槽13的供給孔14供給流體也就是水，個別地調節各槽13的靜壓，使靜壓為0.3MPa以上。又，將靜壓支持構件3與工件保持器2的間隔D調節成50μm以下。

如此，使用靜壓支持構件3，藉由水的靜壓，非接觸地支持工件保持器2(此工件保持器2從外周側支持工件W)；又，一邊藉由驅動齒輪10，使工件保持器2自轉，一邊藉由馬達5，使砥石4旋轉，同時磨削工件W的兩面。

為了防止工件W的奈米形貌的惡化，沿著用以支持工件W的工件保持器2的自轉的軸方向，來進行的位置的控制，是重要的要素。藉由如上述的本發明的雙面磨削方法，由於可一邊將工件保持器2，沿著自轉的軸方向，控制於適正的位置，一邊進行工件W的雙面磨削，因此，與先前相較，偏差少，可改善而成為高程度的奈米形貌。例如，於雙面磨削時，可使擬似奈米形貌為0.2μm以下。藉此，於最終製品時，可抑制奈米形貌於15nm以下。此即為可充分滿足來自近年來的顧客的要求的程度。

再者，針對工件保持器2，若作成使具有被非接觸支持的面之環部6，為氧化鋁陶瓷所構成者，則可高形狀精度地加工該被非接觸支持的面，特別是可作成平行度為5μm以下，且平坦度為5μm以下的工件保持器2。

又，針對靜壓支持構件3，較佳是作成其平面度為20μm以下。

若使用如此形狀的工件保持器2、靜壓支持構件3，來進行雙面磨削，則在磨削中，即使工件保持器2與靜壓支持構件3的間隔D為50μm以下，雖然狹小但也不會互相接觸，可消除對於工件保持器2的旋轉的影響。

又，可使用如平均粒徑1μm以下的鑽石砥粒與玻璃化熔結材所構成的大編號者，來作為砥石4。先前，使用如此的大編號砥石的情況時，因磨削時的負荷，導致無法實行工件保持器的位置控制，使得工件W中的奈米形貌惡化。但是，若為本發明，即使採用大編號者，亦可實行工件保持器的位置控制，可充分地抑制工件的奈米形貌的惡化。並且，藉由採用大編號者，可使之後的雙面研磨製程中的研磨量減少，可期待成本削減、面粗度和損傷深度等的改善。

以下，藉由實施例更詳細地說明本發明，但本發明不被限定於此。

(實施例1)

使用第1圖中所示的本發明的工件的雙面磨削裝置1，藉由本發明的雙面磨削方法，進行工件(直徑300mm的矽晶圓)的雙面磨削。

採用其環部是由氧化鋁陶瓷所構成者來作為工件保持器。工件保持器的平面度為5μm、平行度為5μm，靜壓支持構件的平面度為15μm。

工件保持器與靜壓支持構件的間隔，設為30μm。又，從靜壓支持構件的供給孔來供給水，藉由0.6MPa的靜壓，非接觸支持工件保持器。進而，使用平均粒徑1μm以下的鑽石砥粒與玻璃化熔結材所構成的SD # 3000砥石與SD # 8000砥石(日本聯合材料股份有限公司(A.L.M.T)製造的玻璃化熔結砥石)來作為砥石。

磨削量係30μm。

工件保持器與靜壓支持構件的間隔、以及被磨削後的工件的擬似奈米形貌的結果，表示於第6圖。

如第6圖所示，不論使用任一種砥石的情況，與後述的比較例相較，偏差(不均)小，且可將擬似奈米形貌抑制於0.2μm以下之良好的程度。特別是得知即使採用大編號的SD # 8000砥石的情況，亦顯示優良的結果。

(比較例1)

除了將工件保持器與靜壓支持構件的間隔設為100μm或200μm以外，與實施例1相同地進行工件(直徑300mm的矽晶圓)的雙面磨削。

如第6圖所示，與實施例1相較，擬似奈米形貌的偏差大，且有超過0.2μm的情況。因而得知為了確實地抑制於0.2μm以下，必須如本發明般地，將靜壓支持構件與工件保持器的間隔設為50μm以下。

再者，得知：靜壓支持構件與工件保持器的間隔越狹小，擬似奈米形貌的值越降低。進而，使用SD # 8000砥石時，此傾向變得更顯著，工件保持器與靜壓支持構件的間隔越廣，擬似奈米形貌越急劇地惡化。

(實施例2、比較例2)

除了使用SD # 8000砥石作為砥石，改變依據水而產生的靜壓值的設定以外，與實施例1相同地進行工件(直徑300mm的矽晶圓)的雙面磨削。

依據水而產生的靜壓係0.3Mpa、0.8Mpa、1.0MPa(以上為實施例2)，以及0.2MPa(比較例2)。

依據水而產生的靜壓值與被磨削後的工件的擬似奈米形貌的結果，表示於第7圖。再者，同時表示實施例1時的擬似奈米形貌的值，作為參考(於靜水壓0.6Mpa中的值)。

在比較例2中，擬似奈米形貌係0.8μm而較大，在實施例2中，皆被抑制於0.2μm以下。

如此，若靜壓值較0.3MPa小，則擬似奈米形貌顯著地變大，無法獲得高品質的磨削後的工件。因而得知藉由使靜壓值為0.3MPa以上，可抑制成優良程度的擬似奈米形貌。

又，根據實施例1、2，比較例1、2，得知：為了得到高程度的擬似奈米形貌的磨削後的工件，如本發明般地，必需將工件保持器與靜壓支持構件的間隔設成50μm以下，同時藉由0.3MPa以上的靜壓，利用靜壓支持構件來非接觸支持工件保持器。

(比較例3)

使用先前的雙面磨削裝置來進行工件(直徑300mm的矽晶圓)的雙面磨削。

所使用的雙面磨削裝置XSG-320(光洋機械工業股份公司製)，係先前的標準的磨削裝置，以三次元形狀測定機ZYZAXRVA-A(股份有限公司東京精密製)來進行實測，工件保持器，係平行度為10μm、平面度為50μm的SUS製品，靜壓支持構件的平面度係20μm。

工件保持器與靜壓支持構件的間隔，係標準的200μm，靜水壓係設為0.6MPa。而且，砥石係採用玻璃化熔結的SD # 3000的直徑160mm的砥石(日本聯合材料股份有限公司(A.L.M.T)製造的玻璃化熔結砥石)。

磨削量是30μm。

對於磨削後的工件，測量擬似奈米形貌後的結果，其偏差(不均)係非常大，成為平均0.6μm，最大1.2μm的偏差結果。無法滿足擬似奈米形貌目標值0.2μm。此原因，係被認為是在200μm的間隙之中，工件保持器容易傾倒，而因工件保持器的傾倒，工件的中心位置偏移，使工件的變形發生。

再者，本發明並非被限定於上述實施形態者，上述實施形態僅為例示，凡是具有和本發明申請專利範圍中被記載之技術思想實質相同之構成，可達到同樣之作用效果者，皆包含在本發明之技術範圍中。

1．．．雙面磨削裝置

2．．．工件保持器

3．．．靜壓支持構件

4．．．砥石

5．．．馬達

6．．．環部

7．．．支持部

8．．．內齒輪部

9．．．馬達

10．．．驅動齒輪

11．．．滾輪

12．．．堤

13．．．槽(凹部)

14．．．供給孔

15．．．閥

16．．．壓力計

101．．．雙面磨削裝置

102．．．工件保持器

103．．．靜壓支持構件

第1圖係表示本發明的雙面磨削裝置的一例的概略圖。

第2圖係表示工件保持器的一例的概略圖，(a)整體圖、(b)剖面圖。

第3圖係表示靜壓支持構件的一例的概略圖，(a)整體圖、(b)工件保持器靜壓部的擴大圖、(c)A-A’間的剖面圖、(d)流體的供給線。

第4圖係表示靜壓支持構件的形狀測定結果的一例的測定圖。

第5圖係表示工件保持器與靜壓支持構件的形狀及位置關係的說明圖。

第6圖係實施例1、比較例1的擬似奈米形貌的測定結果。

第7圖係實施例2、比較例2的擬似奈米形貌的測定結果。

第8圖係表示先前的雙面磨削裝置的一例的概略圖。

第9圖係表示藉由奈米成像儀測定而得的奈米形貌圖的例子的測定圖，(a)奈米形貌程度良好的情況、(b)奈米形貌程度惡劣的情況。

第10圖(a)係表示對於利用靜電電容方式的測定機測定而得的彎曲形狀，施以帶通濾波器處理，而被得到的擬似奈米形貌的一例的圖表；(b)係表示利用奈米成像儀測定而得的奈米形貌的一例的圖表。

第11圖係表示先前的雙面磨削方法中，工件保持器位置未被固定而傾倒的樣子的說明圖。

第12圖係表示雙面磨削製程後的擬似奈米形貌的值與最終製程後的奈米形貌的值的關係圖表。

Claims (14)

1. 一種工件的雙面磨削裝置，其係至少具備：沿著徑向，從外周側來支持薄板狀的工件之可自轉的工件保持器；位於該工件保持器的兩側，沿著自轉的軸方向，從兩側藉由流體的靜壓，非接觸支持工件保持器之一對靜壓支持構件；以及同時地磨削被上述工件保持器支持的工件的兩面之一對砥石；該工件的雙面磨削裝置，其特徵在於：上述工件保持器與上述靜壓支持構件的間隔，係50μm以下，且上述靜壓支持構件，係以0.3MPa以上的上述流體的靜壓，來支持上述工件保持器。
2. 如申請專利範圍第1項所述的工件的雙面磨削裝置，其中在上述工件保持器中，被非接觸支持的面，其平行度為5μm以下，且其平面度為5μm以下。
3. 如申請專利範圍第1項所述的工件的雙面磨削裝置，其中在上述工件保持器中，至少被非接觸支持的面，係由氧化鋁陶瓷所構成。
4. 如申請專利範圍第2項所述的工件的雙面磨削裝置，其中在上述工件保持器中，至少被非接觸支持的面，係由 氧化鋁陶瓷所構成。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述的工件的雙面磨削裝置，其中在上述靜壓支持構件中，非接觸支持上述工件保持器的面，其平面度為20μm以下。
6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述的工件的雙面磨削裝置，其中上述砥石，係由平均粒徑1μm以下的鑽石砥粒與玻璃化熔結材所構成。
7. 如申請專利範圍第5項所述的工件的雙面磨削裝置，其中上述砥石，係由平均粒徑1μm以下的鑽石砥粒與玻璃化熔結材所構成。
8. 一種工件的雙面磨削方法，其係至少：藉由工件保持器，沿著徑向，從外周側來支持薄板狀的工件，使其自轉，並藉由位於上述工件保持器的兩側之一對靜壓支持構件，沿著自轉的軸方向，從兩側藉由流體的靜壓，非接觸支持上述工件保持器，且藉由一對砥石，同時地磨削由上述工件保持器支持的工件的兩面之形態的工件的雙面磨削方法，其特徵在於：將上述工件保持器與上述靜壓支持構件的間隔，設為50μm以下，且將上述流體的靜壓調節成0.3MPa以上，來磨削上述工件的兩面。
9. 如申請專利範圍第8項所述的工件的雙面磨削方法，其中在上述工件保持器中，將被非接觸支持的面，設成：其平行度為5μm以下，且其平面度為5μm以下。
10. 如申請專利範圍第8項所述的工件的雙面磨削方法，其中在上述工件保持器中，至少將被非接觸支持的面，設成由氧化鋁陶瓷所構成。
11. 如申請專利範圍第9項所述的工件的雙面磨削方法，其中在上述工件保持器中，至少將被非接觸支持的面，設成由氧化鋁陶瓷所構成。
12. 如申請專利範圍第8至11項中任一項所述的工件的雙面磨削方法，其中在上述靜壓支持構件中，將非接觸支持上述工件保持器的面，設成其平面度為20μm以下。
13. 如申請專利範圍第8至11項中任一項所述的工件的雙面磨削方法，其中將上述砥石，設成由平均粒徑1μm以下的鑽石砥粒與玻璃化熔結材所構成。
14. 如申請專利範圍第12項所述的工件的雙面磨削方法，其中將上述砥石，設成由平均粒徑1μm以下的鑽石砥粒與玻璃化熔結材所構成。