[发明专利]双面磨削装置及工件的双面磨削方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双面磨削装置及工件的双面磨削方法，所述双面磨削装置同时对半导体晶片、曝光原版用石英基板等薄板状工件的两面进行磨削。

背景技术

在采用以例如直径300mm为代表的大直径硅晶片(silicon wafer)的先进器件中，要求使被称为纳米形貌(nano-topography)的表面起伏成分较小。纳米形貌是晶片的表面形状的一种，其波长较弯曲、翘曲(warp)短且较表面粗糙度长，用以表示0.2～20mm的波长成分的凹凸；其PV值(峰值与谷值的差值，Peak to Valley)为0.1～0.2μm的极浅的起伏成分。此纳米形貌被认为会影响器件工序中的浅沟槽隔离(Shallow Trench Isolation，STI)工序的良率，对于成为器件基板的硅晶片，随着设计规则的微细化，而被严格地要求。

纳米形貌是在硅晶片的加工工序中产生的。尤其是在不具有基准面的加工方法中，例如线锯切断、双面磨削中，容易恶化，改善、管理线锯切断中的相对的钢线的弯曲、双面磨削中的晶片的歪曲(变形)是重要的。

此处，对先前的双面磨削方法进行说明。图10是表示先前的双面磨削装置的一个实例的概略图。

如图10所示，双面磨削装置101，具备：可自转的环状保持器102，其支撑薄板状的工件W；一对静压支撑构件103，其根据流体的静压，非接触支撑环状保持器102；及，一对磨石(grindstone)104，其同时磨削根据环状保持器102所支撑的工件W的两面。一对静压支撑构件103分别位于环状保持器102的侧面的两侧。磨石104被安装于马达112上，可进行高速旋转。

使用此双面磨削装置101，首先，根据环状保持器102，沿径向从外周面侧支撑工件W。然后，一边根据使环状保持器102自转，而使工件W自转，一边将流体供给至环状保持器102与各个静压支撑构件103之间，并根据流体的静压来支撑环状保持器102。如此一来，使用根据马达112而高速旋转的磨石104，来磨削工件W的两面，所述工件W一边被环状保持器102和静压支撑构件103支撑一边自转。

在先前的双面磨削中，使纳米形貌恶化的因素有多种，例如，如专利文献1中所述，已知环状保持器的沿自转轴的位置的错乱是重要的因素。因此，作为使环状保持器高精度地旋转的支撑方法，已知较优选为使用一种静压轴承，所述静压轴承是利用由环状保持器的自转轴方向和垂直于自转轴的方向这两个方向供给流体，而非接触支撑环状保持器(专利文献2)。

然而，即便使用此种静压轴承，仍然存在以下问题：纳米形貌可能恶化，无法稳定地获得高精度的纳米形貌。

[现有技术文献]

(专利文献)

专利文献1：日本特开2009-190125号公报

专利文献2：日本特开2011-161611号公报

发明内容

[发明所要解决的课题]

因此，本发明人对纳米形貌发生恶化的现象详细调查后发现：尤其是在原料工件的批次改变、或实施磨石更换后，发生纳米形貌显著改变的现象。

本发明是有鉴于如上所述的问题而完成的，其目的在于提供一种双面磨削装置及工件的双面磨削方法，所述双面磨削装置及工件的双面磨削方法可改善因工件批次或磨石而产生的纳米形貌的偏差，且每次磨削时可稳定地获得高精度的纳米形貌。

[解决课题的方法]

为了达成上述目的，根据本发明，提供一种双面磨削装置，其特征在于：具有可自转的环状保持器，其沿径向从外周侧来支撑薄板状的工件；及，一对磨石，其同时磨削被该环状保持器所支撑的前述工件的两面；而且，所述双面磨削装置还具备静压轴承，该静压轴承根据由前述环状保持器的自转轴方向和垂直于自转轴的方向这两个方向所供给的流体的静压，由前述两个方向非接触支撑前述环状保持器；并且，所述双面磨削装置可分别独立地控制由前述自转轴方向所供给的流体与由垂直于前述自转轴的方向所供给的流体的供给压力。

若为此种双面磨削装置，则可独立地控制环状保持器的自转轴方向与垂直于自转轴的方向的支撑刚性，即使进行工件批次的变更或磨石更换，每次磨削时仍然可稳定地获得高精度的纳米形貌。

此时优选为，在由前述自转轴的一方向供给前述流体的状态下由另一方向对前述环状保持器施加负荷，并将此时的负荷/位移量作为刚性A；在由垂直于前述自转轴的方向供给前述流体的状态下由相反方向对前述环状保持器施加负荷，并将此时的负荷/位移量作为刚性B；此时，可控制前述流体的供给压力，使前述刚性A成为200gf/μm以下、前述刚性B成为800gf/μm以上。