[0001] 本发明涉及对晶片进行研磨的研磨工具。

[0002] 在器件芯片的制造工艺中，使用在由呈格子状排列的多条间隔道(分割预定线)划分的多个区域内分别形成有器件的晶片。将该晶片沿着间隔道进行分割，由此得到分别具有器件的多个器件芯片。器件芯片组装于移动电话、个人计算机等各种电子设备。

[0003] 近年来，伴随电子设备的小型化，要求器件芯片的薄型化。因此，有时在晶片的分割前进行使用磨削装置将晶片薄化的处理。磨削装置具有：对被加工物进行保持的卡盘工作台；以及对被加工物进行磨削的磨削单元，在磨削单元中安装有包含磨削磨具的磨削磨轮。通过卡盘工作台对晶片进行保持，一边使卡盘工作台和磨削磨轮旋转一边使磨削磨具与晶片接触，由此将晶片磨削、薄化(参照专利文献1)。

[0004] 在通过磨削磨具进行了磨削的晶片的面(被磨削面)上残留有沿着磨削磨具的路径形成的微细的损伤(磨削痕、锯痕)。当将该状态的晶片分割而制造器件芯片时，在器件芯片上残留磨削痕而使器件芯片的抗弯强度(弯曲强度)降低。因此，对磨削后的晶片实施研磨加工。在研磨加工中，使用具有与被加工物接触的研磨层的圆盘状的研磨工具(研磨垫)。一边使研磨工具旋转一边将研磨层按压于晶片的被磨削面，由此将被磨削面平坦化，将残留于被磨削面的磨削痕去除。

[0005] 但是，当利用研磨工具研磨晶片时，有时在相互接触的晶片与研磨层之间产生静电，通过研磨层进行了研磨的晶片的面(被研磨面)侧会带电。其结果是，有可能产生形成于晶片的器件的破坏或动作不良，器件芯片的品质降低。

[0006] 对于上述问题，在专利文献2中公开了如下的方法：使用包含埋入有圆柱状的除电部的研磨层的研磨工具对晶片进行研磨。在该研磨工具中，除电部在研磨层的下表面露出，在晶片的研磨时除电部与晶片的被研磨面接触。由此，借助除电部去除由于晶片与研磨层的接触而产生的静电，不容易产生由于静电所导致的器件的破坏或动作不良。

[0007] 专利文献1：日本特开2000‑288881号公报

[0008] 专利文献2：日本特开2008‑114350号公报

[0009] 如上所述，通过使用在研磨层中埋入有除电部的研磨工具，能够将研磨加工时产生的静电去除。但是，除电部的材质与研磨层的母材的材质不同，因此在晶片的研磨时，有时研磨层的设置有除电部的区域与其他区域相比容易磨损。在该情况下，当利用研磨工具将晶片研磨一定的时间时，研磨层的设置有除电部的区域变得比其他区域薄，除电部不容易与晶片接触。其结果是，有可能无法充分地发挥静电去除效果，无法抑制器件的破坏或动作不良的产生。

[0024] 以下，参照附图对本发明的一个方式的实施方式进行说明。首先，对能够使用本实施方式的研磨工具对被加工物进行研磨的研磨装置的结构例进行说明。图1是示出研磨装置2的立体图。另外，在图1中，X轴方向(第1水平方向、前后方向)和Y轴方向(第2水平方向、左右方向)是相互垂直的方向。另外，Z轴方向(铅垂方向、上下方向、高度方向)是与X轴方向和Y轴方向垂直的方向。

[0025] 研磨装置2具有支承或收纳构成研磨装置2的各构成要素的长方体状的基台4。在基台4的前端部设置有载置盒8a、8b的盒载置区域(盒载置台)6a、6b。盒8a、8b是能够收纳多个晶片11的容器，配置于盒载置区域6a、6b上。例如在盒8a中收纳有研磨加工前的晶片11，在盒8b中收纳有研磨加工后的晶片11。

[0026] 图2是示出晶片11的立体图。例如晶片11是由硅等半导体材料形成的圆盘状的单晶晶片，其具有相互大致平行的正面11a和背面11b。

[0027] 晶片11通过按照相互交叉的方式呈格子状排列的多条间隔道(分割预定线)13划分成多个矩形状的区域。另外，在由间隔道13划分的多个区域的正面11a上分别形成有IC(Integrated Circuit，集成电路)、LSI(Large Scale Integration，大规模集成)、LED(Light Emitting Diode，发光二极管)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微机电系统)器件等器件15。

[0028] 不过，对于晶片11的种类、材质、形状、构造、大小等没有限制。例如晶片11可以是由硅以外的半导体(GaAs、InP、GaN、SiC等)、蓝宝石、玻璃、陶瓷、树脂、金属等形成的晶片。另外，对于器件15的种类、数量、形状、构造、大小、配置等也没有限制。

[0029] 将晶片11沿着间隔道13进行分割，由此制造分别具有器件15的多个器件芯片。另外，在晶片11的分割前利用磨削磨具对晶片11的背面11b侧进行磨削而将晶片11薄化，由此得到薄型化的器件芯片。

[0030] 另外，在通过磨削磨具进行了磨削的晶片11的背面11b(被磨削面)上残留有沿着磨削磨具的路径形成的微细的损伤(磨削痕、锯痕)。当将该状态的晶片11分割而制造器件芯片时，在器件芯片上残留磨削痕而使器件芯片的抗弯强度(弯曲强度)降低。因此，通过研磨装置2(参照图1)对磨削后的晶片11的背面11b侧进行研磨。由此，将晶片11的背面11b侧平坦化，将残留于晶片11的背面11b侧的磨削痕去除。

[0031] 在利用研磨装置2对晶片11的背面11b侧进行研磨时，在晶片11的正面11a侧粘贴保护部件17。例如作为保护部件17，使用形状与晶片11大致相同的带。带包含具有挠性的膜状的基材以及设置于基材上的粘接层(糊料层)。基材由聚烯烃、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等树脂形成，粘接层由环氧系、丙烯酸系或橡胶系的粘接剂等形成。另外，粘接层可以是通过紫外线的照射而硬化的紫外线硬化型的树脂。

[0032] 晶片11在粘贴有保护部件17的状态下收纳于图1所示的盒8a中。并且，收纳有多个晶片11的盒8a载置于盒载置区域6a上。

[0033] 在基台4的上表面侧中的位于盒载置区域6a、6b之间的区域设置有开口4a。并且，在开口4a的内侧设置有对晶片11进行搬送的第1搬送机构10。另外，在开口4a的前方的区域设置有用于对研磨装置2输入各种信息(加工条件等)的操作面板12。

[0034] 在第1搬送机构10的斜后方设置有对晶片11的位置进行调节的位置调节机构14。收纳于盒8a中的晶片11通过第1搬送机构10搬送至位置调节机构14上。并且，位置调节机构
14通过夹持晶片11而调节晶片11的位置。另外，在位置调节机构14的附近配置有对晶片11进行保持并旋转的第2搬送机构(装载臂)16。

[0035] 在基台4的上表面侧中的位于第2搬送机构16的后方的区域设置有按照长度方向沿着X轴方向的方式形成的矩形状的开口4b。并且，在开口4b的内侧设置有移动机构18。例如移动机构18是滚珠丝杠式的移动机构，其包含沿着X轴方向配置的滚珠丝杠(未图示)、使滚珠丝杠旋转的脉冲电动机(未图示)等。另外，移动机构18具有平板状的移动台20，使移动台20沿着X轴方向移动。另外，在移动台20的前方和后方设置有折皱状的防尘防滴罩22，该防尘防滴罩22覆盖移动机构18的构成要素(滚珠丝杠、脉冲电动机等)，沿着X轴方向进行伸缩。

[0036] 在移动台20上设置有对晶片11进行保持的卡盘工作台(保持工作台)24。卡盘工作台24的上表面是与水平方向(XY平面方向)大致平行的平坦面，构成对晶片11进行保持的保持面24a。保持面24a经由形成于卡盘工作台24的内部的吸引路24b(参照图6)、阀(未图示)等而与喷射器等吸引源(未图示)连接。通过位置调节机构14进行了对位的晶片11通过第2搬送机构16搬送至卡盘工作台24的保持面24a上，通过卡盘工作台24进行保持。

[0037] 当通过移动机构18使移动台20移动时，卡盘工作台24与移动台20一起沿着X轴方向移动。另外，在卡盘工作台24上连结有使卡盘工作台24绕与Z轴方向大致平行的旋转轴旋转的电动机等旋转驱动源(未图示)。

[0038] 在基台4的后端部设置有长方体状的支承构造26。在支承构造26的前表面侧设置有移动机构28。移动机构28具有沿着Z轴方向配置于支承构造26的前表面侧的一对导轨30。移动板32以能够沿着导轨30滑动的方式安装于一对导轨30上。

[0039] 在移动板32的后表面侧(背面侧)设置有螺母部(未图示)。在该螺母部中螺合有在一对导轨30之间沿着Z轴方向配置的滚珠丝杠34。另外，在滚珠丝杠34的端部连结有脉冲电动机36。当通过脉冲电动机36使滚珠丝杠34旋转时，移动板32沿着导轨30在Z轴方向上移动。

[0040] 在移动板32的前表面侧(正面侧)设置有支承部件38。支承部件38支承对晶片11实施研磨加工的研磨单元40。

[0041] 研磨单元40具有支承于支承部件38的中空的圆柱状的壳体42。在壳体42中以能够旋转的状态收纳有沿着Z轴方向配置的圆柱状的主轴44。主轴44的前端部(下端部)在壳体42的外部露出，在主轴44的基端部(上端部)连结有电动机等旋转驱动源(未图示)。

[0042] 在主轴44的前端部固定有圆盘状的安装座46。并且，在安装座46的下表面侧安装有对晶片11进行研磨的圆盘状的研磨工具(研磨垫)48。例如研磨工具48通过螺栓50等固定器具而固定于安装座46。研磨工具48通过从旋转驱动源经由主轴44和安装座46而传递的动力，绕与Z轴方向大致平行的旋转轴旋转。

[0043] 保持着晶片11的卡盘工作台24通过移动机构18定位于研磨单元40的下方。并且，一边使卡盘工作台24和主轴44旋转一边通过移动机构28使研磨单元40以规定的速度下降。由此，旋转的研磨工具48与晶片11接触，对晶片11进行研磨。

[0044] 在与第2搬送机构16相邻的位置配置有对晶片11进行保持并旋转的第3搬送机构(卸载臂)52。另外，在第3搬送机构52的前方侧配置有对晶片11进行清洗的清洗机构54。例如清洗机构54具有：旋转工作台，其对晶片11进行保持并旋转；以及喷嘴，其向旋转工作台所保持的晶片11提供纯水等清洗液。

[0045] 通过研磨单元40进行了研磨的晶片11通过第3搬送机构52搬送至清洗机构54，通过清洗机构54进行清洗。并且，清洗后的晶片11通过第1搬送机构10进行搬送，收纳于盒8b中。

[0046] 在利用研磨装置2对晶片11进行研磨时，在安装座46上安装研磨工具48。图3的(A)是示出研磨工具48的上表面侧的立体图，图3的(B)是示出研磨工具48的底面侧的立体图。研磨工具48包含：圆盘状的基台60；以及固定于基台60的圆盘状的研磨层62。

[0047] 基台60由不锈钢、铝等金属形成，具有在基台60的上表面侧开口的多个螺纹孔60a。螺纹孔60a沿着基台60的周向大致等间隔地排列。另外，在基台60的中心部设置有沿厚度方向贯通基台60的圆柱状的贯通孔60b。

[0048] 研磨层62形成为与基台60大致相同直径的圆盘状，通过粘接剂等而与基台60的下表面侧接合。研磨层62的下表面构成与晶片11接触而对晶片11进行研磨的平坦的研磨面62a。另外，在研磨层62的中心部设置有沿厚度方向贯通研磨层62的圆柱状的贯通孔62b。

[0049] 在使基台60的上表面与安装座46(参照图1)的下表面接触的状态下，将螺栓50(参照图1)经由设置于安装座46的贯通孔(未图示)插入而拧入螺纹孔60a，由此将研磨工具48安装于安装座46。

[0050] 图4是示出研磨层62的一部分的放大剖视图。研磨层62包含：作为研磨层62的母材的结合材料(基材)64；以及结合材料64所含有的磨粒(固定磨粒)66和导电性材料68。另外，在图4中，为了便于说明，将磨粒66和导电性材料68相对于结合材料64的厚度放大而示出。

[0051] 结合材料64是作为将磨粒66固定的粘结材料发挥功能的圆盘状的部件，其包含相互大致平行的上表面64a和下表面64b。另外，结合材料64的下表面64b相当于研磨层62的研磨面62a(参照图3的(A)和图3的(B))。

[0052] 例如结合材料64由毛毡、树脂(发泡聚氨酯、橡胶颗粒等)等形成，结合材料64的厚度设定为5mm以上且15mm以下。另外，作为磨粒66，例如使用平均粒径为1μm以上且10μm以下的二氧化硅(SiO2)。不过，结合材料64的材质和厚度以及磨粒66的材质和粒径可以根据作为研磨的对象物的晶片11的材质等而适当地变更。

[0053] 另外，在研磨层62(结合材料64)中大致均匀地分散有导电性材料68。一部分的导电性材料68在结合材料64的上表面64a露出，其他一部分的导电性材料68在结合材料64的下表面64b露出。另外，在上表面64a露出的导电性材料68和在下表面64b露出的导电性材料68经由埋入结合材料64的内部的导电性材料68而连接。由此，形成从结合材料64的上表面
64a到下表面64b的导电通路，研磨层62在研磨层62的厚度方向(结合材料64的厚度方向)上具有导电性。

[0054] 导电性材料68是用于去除研磨层62与晶片11接触时产生的静电的导电性物质。作为导电性材料68，可以使用碳纤维。例如使用长度的平均值(平均纤维长)为1μm以上且20μm以下、直径的平均值(平均纤维径)为0.1μm以上且0.5μm以下的碳纤维。另外，碳纤维的含量按照适当地形成从结合材料64的上表面64a到下表面64b的导电通路的方式进行调节。具体而言，碳纤维的含有率优选为3wt％以上且15wt％以下。该含有率相当于碳纤维的质量相对于包含磨粒66的研磨层62的质量(结合材料64的质量、磨粒66的质量与碳纤维的质量的总和)的比率。

[0055] 例如通过使混入有磨粒66和碳纤维的液体浸渗于毛毡的方法、在毛毡的制造过程中向毛毡的原料中混入磨粒66和碳纤维的方法，得到分散有磨粒66和碳纤维的毛毡。并且，在该毛毡中浸渗液态粘接剂(环氧树脂系粘接剂、酚树脂系粘接剂等)，由此形成在由毛毡形成的结合材料64中分散有磨粒66和碳纤维的研磨层62。另外，在将树脂材料、磨粒66和碳纤维混合或混炼之后进行压缩成型和烧制，由此形成在由树脂形成的结合材料64中分散有磨粒66和碳纤维的研磨层62。

[0056] 另外，对于固定于基台60的研磨层62的形状、数量、尺寸没有限制。图5的(A)是示出具有多个研磨层70的研磨工具48的上表面侧的立体图，图5的(B)是示出具有多个研磨层70的研磨工具48的底面侧的立体图。

[0057] 如图5的(A)和图5的(B)所示，可以在基台60上固定多个研磨层70。例如形成为泪滴状(花瓣形状)的4张研磨层70沿着基台60的周向大致等间隔地排列。研磨层70的下表面分别构成与晶片11接触而对晶片11进行研磨的平坦的研磨面70a。另外，研磨层70的结构与研磨层62(参照图4)相同。

[0058] 接着，对使用研磨工具48的晶片11的研磨方法的具体例进行说明。图6是示出对晶片11进行研磨的研磨装置2的剖视图。

[0059] 在利用研磨工具48对晶片11进行研磨时，将研磨工具48安装于研磨装置2的研磨单元40。另外，通过卡盘工作台24对晶片11进行保持。具体而言，晶片11按照正面11a侧(保护部件17侧)与保持面24a面对且背面11b向上方露出的方式配置于卡盘工作台24上。当在该状态下对保持面24a作用吸引源的吸引力(负压)时，晶片11隔着保护部件17而被卡盘工作台24吸引保持。

[0060] 保持着晶片11的卡盘工作台24通过移动机构18(参照图1)而定位于研磨单元40的下方。此时，晶片11配置成整个背面11b(被研磨面)与研磨层62的研磨面62a重叠。

[0061] 接着，一边使卡盘工作台24和主轴44旋转，一边通过移动机构28(参照图1)使研磨单元40下降。由此，旋转的研磨层62按压于晶片11的背面11b侧，通过研磨面62a对晶片11的背面11b侧进行研磨。例如晶片11通过在研磨中未向晶片11和研磨工具48提供研磨液的干式研磨进行加工。

[0062] 当研磨单元40下降至规定的位置时，晶片11的研磨量(研磨前后的晶片11的厚度差)达到规定的值，完成晶片11的研磨加工。其结果是，将晶片11的背面11b侧平坦化，将残留于晶片11的背面11b侧的磨削痕去除。

[0063] 另外，当利用研磨工具48对晶片11进行研磨时，有时在相互接触的晶片11与研磨层62之间产生静电而使晶片11的被研磨面侧(背面11b侧)带电。晶片11带电会成为形成于晶片11的器件15(参照图2)的破坏或动作不良的原因。

[0064] 这里，本实施方式的研磨工具48具有分散有导电性材料68的研磨层62(参照图4)。并且，在利用研磨工具48对晶片11进行研磨时，在结合材料64的下表面64b(研磨面62a)露出的导电性材料68与晶片11接触。其结果是，晶片11经由分散于研磨层62的导电性材料68以及由导电性的金属形成的基台60、安装座46、主轴44而与接地端子(未图示)连接。由此，形成晶片11与研磨层62之间所产生的静电的放电路径，从晶片11去除静电。

[0065] 另外，导电性材料68在研磨层62的整个区域中大致均匀地分散，利用研磨工具48对晶片11进行研磨时的研磨层62的磨损量(研磨层62的厚度的减少量)在研磨层62的整个区域中大致均匀。即，研磨层62的研磨面62a维持平坦。由此，维持在研磨层62的研磨面62a露出的导电性材料68与晶片11接触的状态，静电去除效果持续。

[0066] 如上所述，本实施方式的研磨工具48具有分散有导电性材料68的研磨层62。由此，在利用研磨工具48对晶片11进行研磨时，维持导电性材料68与晶片11接触的状态，可靠地去除晶片11与研磨层62之间产生的静电。

[0067] 另外，在上述实施方式中，说明了通过干式研磨对晶片11进行研磨的情况，但也可以通过湿式研磨对晶片11进行研磨。在该情况下，在通过研磨工具48对晶片11进行研磨时，从形成于研磨单元40的内部的研磨液提供路72(参照图6)经由贯通孔60b、62b而向晶片11和研磨工具48提供研磨液。例如作为研磨液，使用包含氢氧化钠、氢氧化钾等的碱溶液、包含高锰酸盐等的酸性液、纯水等。

[0068] 除此以外，上述实施方式的构造、方法等只要不脱离本发明的目的的范围，则可以适当地变更并实施。

[0069] (实施例1)

[0070] 接着，说明对本发明的研磨工具的特性进行评价的结果。在本实施例中，准备相当于研磨工具48的研磨层62(参照图4)的基板，并测量基板的电阻值。

[0071] 图7的(A)是示出评价用的基板21的立体图。基板21与研磨层62(参照图4)同样地形成。具体而言，在结合材料(橡胶颗粒)中分散磨粒和导电性材料，由此形成圆盘状的基板21。另外，作为磨粒，使用平均粒径为5μm的二氧化硅，作为导电性材料，使用平均纤维长为
10μm、平均纤维径为0.2μm的碳纤维。另外，基板21的直径为150mm、基板21的厚度为10mm。

[0072] 在本实施例中，准备碳纤维的含有率不同的9张基板21。各基板21中的碳纤维的含有率调节为0wt％、1.0wt％、2.0wt％、3.0wt％、3.5wt％、4.0wt％、4.5wt％、5.0wt％、15.0wt％。该含有率相当于碳纤维的质量相对于包含磨粒的基板21的质量(结合材料的质量、磨粒的质量与碳纤维的质量的总和)的比率。

[0073] 并且，测量了基板21的厚度方向的电阻值。电阻值通过使电阻计(检测器)80的探针与基板21的正面21a和背面21b接触而进行测量。

[0074] 图7的(B)是示出碳纤维的含有率与评价用的基板21的电阻值的关系的曲线图。碳纤维的含有率为0wt％、1.0wt％、2.0wt％的基板21的电阻值为电阻计80的测量上限值即3000kΩ以上。另一方面，当碳纤维的含有率达到3.0wt％时，基板21的电阻值急剧减少至
236kΩ。据推测这是由于基板21所包含的碳纤维增加从而容易形成从基板21的正面21a到背面21b的导电通路。由此，确认研磨层62(参照图4)所包含的碳纤维的含量优选为3.0wt％以上。

[0075] 另外，当碳纤维的含有率达到3.5wt％、4.0wt％、4.5wt％、5.0wt％时，基板21的电阻值减少至94kΩ、24kΩ、11kΩ、8kΩ。由此，确认研磨层62(参照图4)所含的碳纤维的含量优选为3.5wt％以上、或4.0wt％以上、或4.5wt％以上、或5.0wt％以上。并且，在碳纤维的含量为5.0wt％、15.0wt％的情况下，基板21的电阻值为最小值即8kΩ。

[0076] 不过，确认到当碳纤维的含量超过15.0wt％时，虽然基板21的电阻值维持得低但基板21脆化而使基板21的机械强度降低。因此，为了将研磨层62(参照图4)成型为期望的形状而一边维持研磨层62的形状一边研磨晶片11，优选碳纤维的含有率为15.0wt％以下。

[0077] 根据上述结果确认：通过使研磨工具48的研磨层62(参照图4)含有碳纤维，能够使研磨层62的厚度方向的电阻值下降，能够表现出对于静电去除有效的导电性。

[0078] (实施例2)

[0079] 接着，说明利用本发明的研磨工具对晶片进行研磨的结果。在本实施例中，一边利用研磨工具48对晶片进行研磨一边测量晶片的正面的电压，由此监视研磨加工中的晶片的带电。

[0080] 图8的(A)是示出使用于晶片的研磨的研磨工具48的底面图。图8的(A)所示的研磨工具48除了研磨层70的数量为5张这一点以外，具有与图5的(A)和图5的(B)所示的研磨工具48相同的结构。

[0081] 基台60的直径为450mm、5张泪滴状(花瓣形状)的研磨层70的厚度为10mm。另外，研磨层70通过在结合材料(橡胶颗粒)中分散磨粒和导电性材料而形成。作为磨粒，使用平均粒径为5μm的二氧化硅，作为导电性材料，使用平均纤维长为10μm、平均纤维径为0.2μm的碳纤维。另外，碳纤维的含有率调节为5wt％。

[0082] 并且，将上述研磨工具48安装于研磨装置2的研磨单元40(参照图1)，利用研磨工具48对晶片进行研磨。图8的(B)是示出使用于晶片23的研磨的研磨工具48的局部剖视正面图。

[0083] 作为晶片23，使用直径为300mm、厚度为100μm的硅晶片。并且，通过卡盘工作台24(参照图6)对晶片23的正面23a侧进行保持，通过研磨层70对晶片23的背面23b侧进行研磨。另外，卡盘工作台24(参照图6)的旋转速度为100rpm、主轴44(参照图6)的旋转速度为
1000rpm，按照对晶片23施加200N的负荷的方式调节研磨工具48的下降速度。

[0084] 按照上述研磨条件，通过干式研磨分别对48张晶片23研磨220秒。并且，在晶片23的研磨中，使用非接触式的电压测量器82测量晶片23的背面23b的电压。另外，电压测量器82设置于研磨工具48的基台60的中心部，测量晶片23的背面23b中的定位于电压测量器82的正下方的区域的电压。

[0085] 所测量的电压在全部48张晶片23的研磨中为‑50V以上且50V以下的范围内，大致保持恒定。即，未确认到由于晶片23带电导致的电压的增减。据推测这是由于研磨中通过研磨层70所含的碳纤维去除了晶片23与研磨层70之间产生的静电。

[0086] 根据上述结果确认：通过使研磨工具48的研磨层70含有碳纤维，能够有效地防止晶片23带电。