專利名稱：：雙面研磨裝置用載具、及使用此載具的雙面研磨裝置和雙面研磨方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及在雙面研磨裝置中，研磨半導體晶片時，用以保持半導體晶片的雙面研磨裝置用載具。
背景技術：
：從前，在進行半導體晶片的雙面拋光等的研磨時，是通過載具保持半導體晶片。此載具是薄于半導體晶片厚度地形成，備有用以保持晶片于雙面研磨裝置的上方轉盤與下方轉盤間的預定位置的晶片保持孔。將半導體晶片插入、保持于此晶片保持孔中，以設于上方轉盤與下方轉盤的相對面的研磨布等的研磨具，包挾半導體晶片的上下面，一邊對研磨面供給研磨劑一邊進行研磨。進行如此的雙面研磨時，因壓力集中于半導體晶片的外周部分、研磨漿或研磨布的粘彈性等的影響，造成僅半導體晶片的外周部過度研磨而發(fā)生外周塌邊。此外周塌邊會有惡化晶片平坦度這樣的問題?，F(xiàn)有技術揭示一種進行第二次雙面研磨工藝以修正第一次雙面研磨工藝發(fā)生的外周塌邊的方法，作為減少如此的外周塌邊的方法(參照日本專利公開公報特開2005-158798號)。但是，此方法中，因為要進行修正外周塌邊的第二次雙面研磨工藝而有工藝增加的缺點，而要求一種可更簡便地減少外周塌邊的雙面研磨方法。另外，從前的晶片研磨中，為了得到安定的研磨特性，是利用陶瓷板等進行研磨布表面的修整。但是，在上述雙面研磨中，不僅是被加工物的晶片，載具也與研磨布接觸，所以研磨布表面的修整效果無法長期持續(xù)，而有必須頻繁地利用陶瓷板等進行研磨布表面的修整這樣的問題。此外，也有載具本身的壽命短、成本高的問題。
發(fā)明內(nèi)容3因此，有鑒于如此的問題，本發(fā)明的目的是提供一種雙面研磨裝置用載具、使用此載具的雙面研磨裝置及雙面研磨方法，于半導體晶片的雙面研磨時，可安定、有效率、低成本地生產(chǎn)可減少晶片外周塌邊、具有高平坦度的高質(zhì)量晶片。為解決上述課題，本發(fā)明提供一種雙面研磨裝置用載具，是于雙面研磨裝置中，配設于貼附有研磨布的上下方轉盤之間，為了保持研磨時包挾于上下方轉盤之間的半導體晶片而形成保持孔的形態(tài)的雙面研磨裝置用載具，該載具的材質(zhì)是鈦，該鈦制載具的表面粗糙度Ra為0.14|im以上。如此，如載具的材質(zhì)為鈦，其硬度較樹脂高，研磨時的磨耗小而延長載具壽命。另外，鈦本身對于硅等半導體晶片中的擴散系數(shù)小，難以成為不純物，且鈦中不存在鐵等擴散系數(shù)大的金屬不純物，因此，可抑制對于半導體晶片的金屬不純物的污染。此外，如使用如此的表面粗糙度Ra為0.14pm以上的鈦制載具，即可安定、效率良好地生產(chǎn)出可減少晶片外周塌邊，具有高平坦度的高質(zhì)量的晶片。此外，研磨中也可利用載具表面進行研磨布的修整，因此，可降低利用陶瓷板等修整研磨布的頻率，可有效率地進行研磨。此時，表面粗糙度Ra較佳為0.32pm以上。如載具的表面粗糙度Ra為0.32)im以上時，則更可生產(chǎn)出可減少外周塌邊、高平坦度的高質(zhì)量的晶片。并且，上述載具的正反面，較佳為具有從載具外周側至保持孔的溝。如此，如載具的正反面具有從載具外周側至保持孔的溝，研磨時，研磨液可通過溝供給至半導體晶片，緩和晶片外周部研磨時受到的阻力，可進一步減少外周塌邊。另外，可通過溝于研磨中進行研磨布的修整，因此，還可降低利用陶瓷板等修整研磨布的頻率。另外，上述溝的圖樣可為圍棋棋盤狀或放射狀。如此，以圍棋棋盤狀或放射狀作為溝的圖樣，即可容易且確實地供給研磨液至研磨時的半導體晶片。并且，如為至少包含上述本發(fā)明的雙面研磨裝置用載具的雙面研磨裝置，因載具的材質(zhì)為鈦，壽命長，可抑制對于半導體晶片的金屬不純物的污染，且可生產(chǎn)出可減少晶片外周塌邊，具有高平坦度的高質(zhì)量的晶片。此外，研磨中也可利用載具表面進行研磨布的修整，因此，可降低利用陶瓷板等修整研磨布的頻率，可顯著提高裝置的運作率。另外，提供一種半導體晶片的雙面研磨方法，于貼附有研磨布的上下方轉盤之間，配設上述載具，保持半導體晶片于該載具上形成的保持孔，將其包挾于上下方轉盤之間來進行雙面研磨。如此，如于上述本發(fā)明的雙面研磨裝置用載具的保持孔保持半導體晶片，將其包挾于上下方轉盤之間來進行雙面研磨，則載具的壽命長，且可生產(chǎn)出可減少受到金屬不純物污染與晶片外周塌邊，具有高平坦度的高質(zhì)量的晶片。此外，研磨中也可利用載具表面進行研磨布的修整，因此，可降低利用陶瓷板等修整研磨布的頻率，可減少成本、效率良好地進行半導體晶片的雙面研磨。如以上的說明，依本發(fā)明即提供一種材質(zhì)為鈦，可延長壽命，難以引起金屬不純物的污染的雙面研磨裝置用載具，使用此載具即可安定、效率良好地生產(chǎn)出可減少受到金屬不純物污染與晶片外周塌邊，具有高平坦度的高質(zhì)量的晶片。此外，研磨中也可利用載具表面進行研磨布的修整，因此，可降低利用陶瓷板等修整研磨布的頻率。因此，可減少成本、效率良好地進行半導體晶片的雙面研磨。圖1是例示具備本發(fā)明的雙面研磨裝置用載具的雙面研磨裝置的縱剖面圖。圖2是雙面研磨裝置的內(nèi)部構造俯視圖。圖3是表示外周塌邊測定位置的概略圖。圖4是實驗的測定結果。圖5是實驗的測定結果。圖6是例示本發(fā)明的雙面研磨裝置用載具正反面的溝的圖樣，(a)是圍棋棋盤狀、(b)是放射狀。圖7是實施例1、2與比較例1、2的測定結果。圖8是實施例37的測定結果。圖9是實施例8、比較例3的測定結果。具體實施例方式以下說明本發(fā)明的實施形態(tài)，但其并非用以限定本發(fā)明?，F(xiàn)有的雙面研磨裝置用載具，可舉例如不銹鋼等的金屬制成、或在金屬板的表面蒸鍍陶瓷砥粒而制成等。但是，使用這些載具進行研磨時，因僅其所保持的半導體晶片的外周部會被過度研磨而發(fā)生外周塌邊、或是蒸鍍的砥粒脫落而于晶片表面發(fā)生傷痕，產(chǎn)生半導體晶片的質(zhì)量降低的問題。另外，在雙面研磨中，研磨布表面的修整效果無法長期持續(xù)，有必須頻繁地利用陶瓷板等進行研磨布表面的修整的問題。對此，經(jīng)本發(fā)明人努力進行實驗的結果發(fā)現(xiàn)，如雙面研磨裝置用載具，其載具的材質(zhì)是鈦，該鈦制載具的表面粗糙度Ra為0.14pm以上時，即可解決上述問題，進而完成本發(fā)明。亦即，如使用如此的雙面研磨裝置用載具來進行雙面研磨，即可生產(chǎn)出可減少晶片外周塌邊，具有高平坦度的高質(zhì)量的晶片。此外，研磨中也可利用載具表面進行研磨布的修整，因此，可降低利用陶瓷板等來修整研磨布的頻率，可有效率地進行研磨。另外，此載具未蒸鍍砥粒，而是增加載具本身的粗糙度，因此，不會有砥粒脫落于晶片表面造成傷痕的情況發(fā)生。此外，因材質(zhì)為鈦，壽命長，不會發(fā)生鐵等影響晶片質(zhì)量的污染。以下利用有關本發(fā)明的實施形態(tài)。在此，圖1是例示具備本發(fā)明的雙面研磨裝置用載具的雙面研磨裝置的縱剖面圖，圖2是雙面研磨裝置的內(nèi)部構造俯視圖。本發(fā)明是針對同時研磨半導體晶片兩面的雙面研磨裝置，關于用以保持半導體晶片的載具的改良；首先，利用圖l、圖2來說明雙面研磨裝置的概要。具備本發(fā)明的雙面研磨裝置用載具10的雙面研磨裝置11，備有上下相對地設置的下方轉盤12與上方轉盤13;各轉盤12、13的相對面?zhèn)确謩e貼附研磨布14。而且，在上方轉盤13與下方轉盤12之間的中心部，設有太陽齒輪15，而在周緣部則設有內(nèi)部齒輪16。半導體晶片W是保持于載具10的保持孔17，包挾于上方轉盤13與下方轉盤12之間。太陽齒輪15和內(nèi)部齒輪16的各齒部，與載具10的外周齒嚙合，隨著上方轉盤13與下方轉盤12通過未圖示的驅動源而旋轉，使得載具10—面自轉一面繞著太陽齒輪15的周圍公轉。此時，半導體晶片W是保持于載具10的保持孔17，通過上下的研磨布14同時研磨雙面。研磨時，從未圖示的噴嘴供給研磨液。并且，在圖2中，各載具分別保持一片晶片進行研磨，但也可使用具有多個保持孔的載具，于各載具保持多片晶片來進行研磨。以下說明配設于上述雙面研磨裝置11中的本發(fā)明的雙面研磨裝置用載具10。本發(fā)明的載具10，其材質(zhì)是鈦，其硬度高于例如于現(xiàn)有的sus材施以樹脂覆膜的硬度，且無鐵、鎳等擴散系數(shù)大的不純物存在。因此，可減少傷痕、破損等，并可延長載具壽命、抑制成本。另外，可抑制會對半導體晶片W造成影響的金屬污染的問題?，F(xiàn)有的載具材質(zhì)的SUS的硬度是420Hv，而本發(fā)明的載具10材質(zhì)的鈦的硬度是220Hv。因此，先前認為鈦的硬度較SUS低，無法使用作為載具的材質(zhì)。但是，如上所述，外露的SUS材質(zhì)對于半導體晶片W會發(fā)生致命的金屬污染，實際上，為抑制金屬污染，必須對SUS材質(zhì)施以樹脂覆膜。因此，相較于表面涂布樹脂的現(xiàn)有載具，材質(zhì)為鈦的本發(fā)明的載具10的表面較硬。因此壽命長。此外，本發(fā)明的載具10的特征，是其表面粗糙度Ra為0.14,以上。本發(fā)明人進行下述的實驗，發(fā)現(xiàn)為得到外周塌邊減少的晶片，載具的表面粗糙度Ra必須于0.14fim以上。(實驗)準備多個鈦制載具，其正反面以粗細相異的金剛石粒粗化，成為分別具有相異表面粗糙度的載具，作為雙面研磨裝置用載具。各載具的表面粗糙度是利用Mitutoyo公司制的表面粗度測定機SurftestSJ-201P測定，基于日本工業(yè)規(guī)格JISB0601-1994進行評價。將上述各載具配設于雙面研磨裝置，修整研磨布之后，進行直徑300mm的硅晶片的雙面研磨。亦即，分別于具有一保持孔的五片鈦制載具，各裝設一片完成蝕刻的硅晶片，上方轉盤往順時針方向旋轉、下方轉盤往逆時針方向旋轉，并分別將轉速設為20rpm、將荷重設為250g/cm2，研磨液是使用含有膠態(tài)硅的堿性溶液，以此條件來進行研磨。測定研磨后的晶片的外周塌邊量。利用黑田精工公司制的晶片形狀評價裝置，如圖3所示，以距晶片邊緣30mm的位置至外周塌邊開始的位置之間作為基準面，測定距晶片邊緣lmm的位置與3mm的位置的晶片形狀的差異，作為外周塌邊量。測定結果表示于表l、圖4以及圖5中。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由表l、圖4以及圖5可知，將載具的表面粗糙度Ra設為0.14(im以上時，外周塌邊量顯著地改善，而可得到外周塌邊少、平坦度高的晶片。此外，將載具的表面粗糙度Ra設為0.32pm以上時，更可減少外周塌邊。并且，本實驗中，即使將載具的正反面粗糙化，載具也不發(fā)生變形、破損，與載具的正反面未進行粗糙化處理的無處理的鈦制載具，具有相同的使用壽命，與無處理的載具相比，除了平坦度之外，晶片的質(zhì)量無任何差異。但是，如載具表面的粗糙度過大，則容易發(fā)生載具的變形、破損，縮短載具的壽命。因此，例如較佳是將表面粗糙度Ra設為10pm以下。此外，也已知通過將載具正反面粗糙化，研磨中也可進行研磨布的修整。而可以將現(xiàn)有每10批便要進行一次的修整，變成以每40批進行一次的頻率來實施修整，也可獲得相同的效果。如此，表面粗糙度Ra為0.14pm以上的鈦制載具，更佳是表面粗糙度Ra為0.32,以上的鈦制載具，其載具壽命長，如使用此鈦制載具進行雙面研磨，即可安定、有效率、低成本地生產(chǎn)出可降低金屬污染與外周塌邊的具有高平坦度的高質(zhì)量晶片。此外，研磨中也可利用載具表面來進行研磨布的修整，因此，可降低利用陶瓷板等修整研磨布的頻率，可顯著提高裝置的運作率。此外，本發(fā)明的載具，較佳為在其正反面具有從載具外周側至保持孔的溝。載具因具有如此的溝，由于在研磨時，研磨液可通過溝供給至半導體晶片，緩和晶片外周部研磨時受到的阻力，更可減少外周塌邊。另外，可通過溝于研磨中進行研磨布的修整，因此，更可降低利用陶瓷板等修整研磨布的頻率。上述溝的圖樣并無任何限定，例如圖6(a)所示的圍棋棋盤狀、或圖6(b)所示的放射線狀的溝18，或者是橫條紋、縱條紋等圖樣皆可。溝18的尺寸也無特別限定，例如可定為寬l2mm、深26pm。并且，上述說明中是例舉游星式雙面研磨裝置的載具，但是本發(fā)明的雙面研磨裝置用載具不限定于游星式，應用于搖動式的雙面研磨裝置的載具也有效。具備如此的本發(fā)明的雙面研磨裝置用載具10的雙面研磨裝置11，即可制得降低金屬污染、外周塌邊少的高平坦度晶片。此外，研磨中也可利用載具表面進行研磨布的修整，因此，可降低修整研磨布的頻率，可顯著提高裝置的運作率。另外，因載具壽命長而可降低成本。而且，將上述本發(fā)明的雙面研磨裝置用載具IO配設于雙面研磨裝置11的貼附有研磨布14的上下方轉盤13、12之間，以保持孔17保持半導體晶片W，包挾于上下方轉盤13、12之間，能夠一面供給研磨液一面進行晶片W的雙面研磨。如使用此方法進行雙面研磨，即可安定、有效率地獲得可抑制金屬污染、外周塌邊少的高平坦度晶片。此外，研磨中也可利用載具表面進行研磨布的修整，因此，可降低修整研磨布的頻率、有效率地進行研磨。而且，鈦制載具的表面本身具有一預定的粗糙度，因此，砥粒等涂布層從載具表面剝離而于晶片造成傷痕的事情也不會發(fā)生。以下例舉實施例與比較例更具體地說明，但并非用以對于本發(fā)明進行任何限定。(實施例1、2)準備圖1、圖2所示的雙面研磨裝置11。鈦制載具10預先以金剛石粒將其正反面粗糙化。載具的表面粗糙度是利用Mitutoyo公司制的表面粗度測定機SurftestSJ-201P測定，基于日本工業(yè)規(guī)格JISB0601-1994進行評價。表面粗糙度Ra二0.280.32pm(實施例1、2)。使用此載具10如下所述地進行雙面研磨。修整研磨布14之后，進行直徑300mm的硅晶片的雙面研磨。亦即，分別于具有一保持孔17的五片鈦制載具，各裝設一片完成蝕刻的硅晶片W，上方轉盤13往順時針方向旋轉、下方轉盤12往逆時針方向旋轉，并分別將轉速設為20rpm、將荷重設為250g/cm2，研磨液是使用含有膠態(tài)硅的堿性溶液，以此條件來進行研磨。此研磨反復進行四次。測定研磨后的晶片的外周塌邊量。與上述實驗相同地利用黑田精工公司制的晶片形狀評價裝置，以距晶片邊緣30mm的位置至外周塌邊開始的位置之間作為基準面，測定距晶片邊緣lmm的位置與3mm的位置的晶片形狀的差異，作為外周塌邊量。所得的測定結果表示于圖7。(比較例1、2)除了使用正反面未粗化的鈦制載具(表面粗糙度Ra二0.020.06pm)之外，于與實施例1、2相同的條件下進行雙面研磨、測定(比較例1、2)。所得的測定結果表示于圖7。由圖7所示可確認，將鈦制載具的正反面粗糙化而使Ra為0.14)im以上，則不論四次中的任一次研磨，皆可獲得外周塌邊少、平坦度高的晶片。(實施例3、4、5)與上述實施例1、2相同地，將鈦制載具的正反面以金剛石粒粗糙化后(Ra二0.280.32^im)，形成具有如圖6(a)所示的圍棋棋盤狀圖樣的溝。溝寬lmm、溝深2pm、溝間隔2mm。除了使用具有如此溝的載具之外，于與實施例l、2相同的條件下進行雙面研磨。研磨后的晶片，與實施例1、2相同地進行外周塌邊量的測定(實施例3、4、5)。所得的測定結果表示于圖8。(實施例6、7)除了使用未形成溝的Ra二0.280.32^im的鈦制載具之夕卜，于與實施例3、4、5相同的條件下進行雙面研磨、測定(實施例6、7)。所得的測定結果表示于圖8。由圖8所示的外周塌邊量的測定結果可知，實施例3、4、5的晶片比實施例6、7的晶片平坦度高。特別是與實施例6、7相比，實施例3、4、5的外周塌邊量特別小，可確認于載具形成溝更可改善外周塌邊。10(實施例8)于與上述實施例1、2相同的條件下進行雙面研磨。以金剛石粒將載具的正反面粗糙化后的粗糙度Ra=0.280.32,。研磨后的晶片以RAYTEX公司制的晶片表面檢查裝置觀察的結果，晶片表面未觀察到傷痕(圖9)，確認為高質(zhì)量的晶片。(比較例3)將SUS制載具表面施以噴砂加工，形成表面粗糙度Ra=4.85.0(am的凹凸面。于此凹凸面蒸鍍陶瓷砥粒。除了使用如此的載具之外，于與實施例8相同的條件下進行雙面研磨。研磨后的晶片以RAYTEX公司制的晶片表面檢査裝置觀察的結果，晶片表面觀察到傷痕(圖9)，認為是蒸鍍于載具表面的砥粒脫落，使研磨中的晶片表面產(chǎn)生傷痕。如此，使用蒸鍍砥粒的載具會有造成晶片質(zhì)量降低的可能性，但如使用本發(fā)明的載具即可獲得高質(zhì)量的晶片。但是，本發(fā)明并不限定于上述形態(tài)。上述實施形態(tài)僅為例示，與本發(fā)明的保護范圍中記載的技術思想具有實質(zhì)上相同的構成，產(chǎn)生同樣的作用效果，皆應包含于本發(fā)明的技術思想范圍內(nèi)。權利要求1.一種雙面研磨裝置用載具，是于雙面研磨裝置中，配設于貼附有研磨布的上下方轉盤之間，為了保持研磨時包挾于上述上下方轉盤之間的半導體晶片而形成有保持孔的形態(tài)的雙面研磨裝置用載具，該載具的材質(zhì)是鈦，鈦制的該載具的表面粗糙度Ra為0.14μm以上。2.如權利要求1所述的雙面研磨裝置用載具，其中上述表面粗糙度Ra為0.32|im以上。3.如權利要求1或2所述的雙面研磨裝置用載具，其中上述載具的正反面具有從載具外周側至上述保持孔的溝。4.如權利要求3所述的雙面研磨裝置用載具，其中上述溝的圖樣是圍棋棋盤狀或放射狀。5.—種雙面研磨裝置，其至少包含權利要求1至4中任一項所述的雙面研磨裝置用載具。6.—種半導體晶片的雙面研磨方法，是雙面研磨半導體晶片的方法，于貼附有研磨布的上下方轉盤之間，配設權利要求1至4中任一項所述的載具，保持半導體晶片于該載具上所形成的保持孔，將所述半導體晶片包挾于上述上下方轉盤之間來進行雙面研磨。全文摘要本發(fā)明涉及一種雙面研磨裝置用載具，是于雙面研磨裝置中，配設于貼附有研磨布的上下方轉盤之間，為了保持研磨時包挾于上述上下方轉盤之間的半導體晶片而形成保持孔的形態(tài)的雙面研磨裝置用載具，該載具的材質(zhì)是鈦，該鈦制載具的表面粗糙度Ra為0.14μm以上。由此，可提供一種雙面研磨裝置用載具、使用此載具的雙面研磨裝置及雙面研磨方法，于半導體晶片的雙面研磨時，可安定、有效率、低成本地生產(chǎn)出可減少晶片外周塌、具有高平坦度的高質(zhì)量晶片。文檔編號B24B37/08GK101489722SQ20078002701公開日2009年7月22日申請日期2007年6月5日優(yōu)先權日2006年7月18日發(fā)明者內(nèi)山勇雄申請人:信越半導體股份有限公司