CN103903975A - 板状物的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种板状物的加工方法。在对板状物进行磨削并对被磨削面进行蚀刻的加工方法中，即使是蚀刻速率有波动的情况下，也能够将板状物精加工得平坦。以规定的蚀刻方法对平坦的板状物（1）进行蚀刻，预先把握蚀刻后的板状物（1）的形状，在磨削步骤中，将板状物磨削成为非平坦形状的磨削完成形状，该磨削完成形状是通过使所述蚀刻后的板状物的形状反转成相反的形状而得到的。当对被磨削面实施了基于随后的规定的蚀刻方法的蚀刻，板状物（1）形成为厚度均匀的平坦形状。
Description
技术领域
本发明涉及对板状物磨削后对被磨削面进行蚀刻的板状物的加工方法。
背景技术
例如，在正面形成有多个器件的半导体晶片或光器件晶片等在背面被磨削而变薄至规定的厚度后被分割加工成各个器件，但存在这样的情况：在进行磨削后，为了除去因磨削而产生的磨削形变，而对被磨削面进行蚀刻（参照专利文献1、2）。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2004-221175号公报
专利文献2：日本特开2012-106293号公报
然而，在板状物的进行蚀刻后的被磨削面的面内，由于蚀刻速率有波动，因此存在蚀刻后的板状物变得不平坦的情况。并且，由于蚀刻液的种类和蚀刻条件等的不同，而使得蚀刻速率不同。在被磨削面的面内管理蚀刻速率非常困难，因此存在难以通过蚀刻将板状物加工成期望的形状这样的问题。
发明内容
本发明正是鉴于上述情况而完成的，其主要的技术课题在于提供一种即使是蚀刻后的板状物也能够形成得平坦的板状物的加工方法。
本发明的板状物的加工方法的特征在于，所述板状物的加工方法具备：磨削步骤，利用具有磨削磨具的磨削构件对在保持工作台上保持的板状物进行磨削，使所述板状物变薄至规定的厚度，所述保持工作台具有用于保持板状物的保持面；和蚀刻步骤，在实施该磨削步骤后，对板状物的被磨削面进行蚀刻，在所述磨削步骤中，考虑该蚀刻步骤中的蚀刻状态使板状物形成为非平坦形状，以使板状物在实施该蚀刻步骤后变得平坦。
在本发明的加工方法中，考虑蚀刻步骤中的蚀刻状态使板状物形成为非平坦形状，以使板状物在实施蚀刻步骤后变得平坦，因此，蚀刻后的板状物形成得平坦。
本发明包括下述这样的形态，在所述磨削步骤中，在使所述保持工作台的保持板状物的所述保持面和所述磨削磨具的磨削面相对倾斜而不平行的状态下，使该磨削磨具抵接于在该保持工作台上保持的板状物，同时进行磨削，由此使板状物形成为非平坦形状。
另外，本发明包括下述这样的形态，在所述磨削步骤之前具备：蚀刻后形状确认步骤，对平坦的板状物的被磨削面实施蚀刻并确认该蚀刻后的板状物的形状；和磨削完成形状计算步骤，基于在该蚀刻后形状确认步骤中确认的蚀刻后的板状物的形状，计算出使板状物在所述蚀刻步骤后变得平坦的磨削完成形状，在所述磨削步骤中，将板状物磨削成在该磨削完成形状计算步骤中计算出的磨削完成形状。
另外，本发明包括下述这样的形态，所述板状物为圆板状，在所述蚀刻后形状确认步骤中确认的板状物的截面形状为下述形状中的任意一种：板状物的中心的周围为凹状的双凹形状；和板状物的中心的周围为凸状的双凸形状，在所述蚀刻后形状确认步骤中确认的板状物的截面形状是板状物的中心的周围为凹状的双凹形状的情况下，在所述磨削步骤中使板状物的截面形状形成为板状物的中心的周围为凸状的双凸形状，在所述蚀刻后形状确认步骤中确认的板状物的截面形状是板状物的中心的周围为凸状的双凸形状的情况下，在所述磨削步骤中使板状物的截面形状形成为板状物的中心的周围为凹状的双凹形状。
根据本发明，起到了这样的效果：提供一种即使是蚀刻后的板状物也能够形成得平坦的板状物的加工方法。
附图说明
图1是示出实施本发明的一个实施方式涉及的加工方法的磨削步骤的磨削装置的主要部分的立体图。
图2是示出磨削装置的保持工作台及倾斜角度调整构件的侧视图。
图3是示出磨削装置的磨削构件所具备的磨削轮、保持于保持工作台的板状物和倾斜角度调整构件之间的位置关系的俯视图。
图4是示出磨削轮和保持于保持工作台的板状物之间的位置关系的侧视图，（a）示出了磨削轮和保持工作台的旋转轴线平行的状态，（b）示出了在加工区域中保持工作台的保持面相对于磨削轮的磨削面平行的状态。
图5是示出基于不同的蚀刻方法（a）～（d）实现的板状物的蚀刻后形状的四个图案、和与蚀刻后形状对应的磨削完成形状的表。
图6是示出磨削成图5所示的（a）～（d）的磨削完成形状的磨削步骤的剖视图和磨削后的板状物的剖视图。
图7是示出蚀刻步骤的一个例子的立体图。
标号说明
1：板状物；
1c：板状物的被磨削面；
10：磨削构件；
14：磨削磨具；
14a：磨削磨具的磨削面；
20：保持工作台；
22a：保持面。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。
图1示出了能够适当地实施一个实施方式的加工方法的磨削装置的主要部分。该磨削装置具备：保持工作台20，其将圆板状的板状物1保持于上表面；和磨削构件10，其配设在保持工作台20上，用于对保持于保持工作台20的板状物1进行磨削。
板状物1是正面上形成有多个器件的半导体晶片或光器件晶片等厚度例如为数百μm左右的基板件，对未形成有器件的背面进行磨削而使板状物1变薄至规定的厚度。对于磨削后的板状物1，为了除去因磨削而产生的磨削形变，需要以规定的方法对被磨削面1c实施蚀刻。
[1]磨削装置
如图1所示，磨削构件10为在主轴11的末端经由安装法兰12固定有磨削轮13的构件，并以能够上下移动的方式配设于保持工作台20的上方，所述主轴11沿竖直方向延伸并由未图示的马达驱动旋转。在磨削轮13的下表面外周部，呈环状排列并固定安装有多个磨削磨具14。对于磨削磨具14，使用与板状物1的材质相对应的磨削磨具，例如，可以使用通过金属结合剂或树脂结合剂等结合剂将金刚石磨粒固定而成型的金刚石磨削磨具等。
如图2所示，保持工作台20是将由多孔质体形成的圆板状的保持部22嵌合于由不锈钢等金属形成的圆板状的框体21的上表面21a而构成的部件，是通过基于空气抽吸实现的负压作用来将板状物1抽吸保持于保持部22的上表面的保持面22a的真空卡盘。
保持部22的保持面22a形成为以中心为顶点且随着朝向外周缘而以微小角度（例如0.0001°～0.001°）向下倾斜的大致伞状。保持面22a的周围的框体21的上表面21a倾斜成与保持面22a共面。如图1所示，根据需要在板状物1的正面侧粘贴有保护部件5，使被磨削面1c在上方露出，并隔着保护部件5将板状物1呈同心状地载置于保持面22a，当抽吸保持板状物1时，板状物1仿照保持面22a变形成伞状而成为紧密贴合于保持面22a的状态。此外，在图1以外的附图中省略了对保护部件5的图示。
保持工作台20固定于旋转板24上，所述旋转板24能够旋转地支承在圆筒座23上。保持工作台20的框体21和旋转板24外径相同，并且，保持工作台20的框体21和旋转板24相对于圆筒座23呈同心状设置。在圆筒座23内收纳有驱动机构（省略图示），该驱动机构包括使旋转板24旋转的马达，通过使该驱动机构工作，保持工作台20和旋转板24一起旋转。在圆筒座23的外周面形成有凸缘部25，该凸缘部25的外径与保持工作台20及旋转板24的外径相同。
图3示出了磨削轮13和保持于保持工作台20的板状物1之间的位置关系。基于旋转的磨削轮13的磨削磨具14的下表面而形成的磨削面14a形成为水平的环状，该水平的环状的磨削面14a的外径与板状物1的外径相等或者稍大于板状物1的外径。并且，磨削磨具14的磨削面14a的外径被设定成通过保持工作台20的旋转轴心20a即板状物1的旋转中心1a。由此，磨削磨具14与保持于保持面22a的板状物1接触而进行磨削的区域被限定为从旋转中心1a至板状物1的外周缘的圆弧状的加工区域15（图1中用粗线示出，图3中用斜线示出）。
如图2及图3所示，在上述凸缘部25设定有一个固定支承部25a和两个可动支承部25b、25c。这些支承部25a～25c配设在周向上等分的部位。如图2所示，在固定支承部25a中贯通有固定在装置座29上的固定轴31。该固定轴31通过螺栓固定等紧固于凸缘部25。利用倾斜角度调整构件30，使各可动支承部25b、25c以固定支承部25a为支点上下移动，由此，保持工作台20和圆筒座23一起倾斜移动。即圆筒座23在装置座29上经由倾斜角度调整构件30被支承成其中心轴的角度能够倾斜移动。圆筒座23的中心轴与保持工作台20的旋转轴心20a一致，因此保持工作台20的旋转轴心20a的角度能够通过倾斜角度调整构件30调整成任意的角度。
图2的倾斜角度调整构件30示出了可动支承部25c侧的倾斜角度调整构件。可动支承部25b侧的倾斜角度调整构件30也是相同的结构，以图3中示出的通过保持工作台20的旋转轴心20a（板状物1的旋转中心1a）和固定支承部25a的线L为对称线，可动支承部25b、25c两者的倾斜角度调整构件30构成为相互对称。
如图2所示，倾斜角度调整构件30具备：马达32，其固定于装置座29的下表面；驱动螺杆33，其螺合于装置座29并贯通装置座29，并且由马达32驱动旋转；调整杠杆35，其经由支点块34以能够摆动的方式支承在装置座29上，并且其摆动末端部支承于驱动螺杆33的上端部；以及调整块36，其支承于调整杠杆35，并贯通固定于凸缘部25（参照日本特开2008-264913号公报）。
调整杠杆35的作为基端的支点部35a固定于支点块34，调整杠杆35的作为摆动末端部的力点部35c支承于驱动螺杆33的上端部。而且，调整块36支承在支点部35a和力点部35c之间的作用点部35b上。在调整杠杆35的支点部35a侧的端部形成有向上方凸起的半圆弧状的弹性头部33d。驱动螺杆33通过马达32的工作而向上方前进或向下方退避，当其上下移动传递至力点部35c时，弹性头部33d发生形变，由此调整杠杆35在上下方向上摆动。
当调整杠杆35像这样摆动时，支承在作用点部35b上的调整块36上下移动。由此，凸缘部25的各可动支承部25b、25c上下移动，其结果为，保持工作台20的旋转轴心20a以固定支承部25a为支点倾斜，与此相伴，保持工作台20倾斜移动。在固定支承部25a和各可动支承部25b、25c这三点的高度位置相同时，如图4的（a）所示，保持工作台20的旋转轴心20a与磨削轮13的沿竖直方向延伸的旋转轴心13a平行。
如图3所示，磨削磨具14对板状物1的加工区域15从板状物1的旋转中心1a直到固定支承部25a。在该加工区域15中，如图4的（b）所示，调整保持工作台20的倾斜角度，以使面对磨削磨具14的部分的保持面22a与磨削磨具14平行，当在该状态下对板状物1进行磨削，板状物1会被磨削成厚度均匀的平坦件。
[2]加工方法
接着，对使用上述磨削装置将板状物1加工得平坦的本发明的加工方法进行说明。
[2-1]蚀刻后形状确认步骤
如上所述，对于板状物1，在对被磨削面1c进行磨削后，为了除去因磨削产生的磨削形变，而以规定的方法对被磨削面1c实施蚀刻，但是存在板状物1的蚀刻面由于蚀刻速率的波动而变得不平坦的情况。因此，在本实施方式中，首先，进行蚀刻后形状确认步骤，在所述的蚀刻后形状确认步骤中，对平坦的板状物1的被磨削面1c实施蚀刻，并对蚀刻后的板状物1的形状进行确认。
在蚀刻后形状确认步骤中，在如图4的（b）所示那样将板状物1磨削得平坦而获得平坦的板状物1后，对该板状物1的被磨削面1c以规定的方法实施蚀刻。由于板状物1从平坦的形状变化成与蚀刻速率相对应的形状，因此在多个点测量蚀刻面的高度位置，来确认截面形状。高度位置的测量点被设定为沿直径等分的多个部位。而且，作为确认蚀刻面的高度位置的方法的具体例，可以举出如下方法：使配设于保持工作台20的侧方的非接触式厚度检测计以通过板状物1的中央的方式在从板状物1的中心至外周部的单侧的半径区域中呈圆弧状移动，在其移动轨迹的3个点处测量高度位置，并将相反侧的半径区域视为对称形状，从而计算出整体的截面形状。
图5中示出了由于（a）～（d）的蚀刻方法的不同所导致的板状物1的蚀刻后的截面形状的4个图案，其形状如下。
（a）中心最薄、且厚度随着朝向外周缘而变厚的中凹形状。
（b）中心最厚、且厚度随着朝向外周缘而变薄的中凸形状。
（c）中心的周围为凹状的双凹形状。
（d）中心的周围为凸状的双凸形状。
这样的蚀刻速率的不同是由于蚀刻液的种类或方法等而产生的。例如，在通过旋涂来进行蚀刻的情况下，所述旋涂是指一边使板状物1自转一边向板状物1的中心滴下蚀刻液，如果蚀刻反应速率较快，则从中心开始蚀刻而容易成为中凹形状，如果蚀刻反应速率较慢，则蚀刻液的供给量相对多的外周部被蚀刻而容易成为中凸形状。
[2-2]磨削完成形状计算步骤
接着，基于在蚀刻后形状确认步骤中确认的蚀刻后的板状物1的形状，进行磨削完成形状计算步骤，该磨削完成形状计算步骤是计算出使板状物1在蚀刻步骤后变得平坦的磨削完成形状的步骤。在该磨削完成形状计算步骤中，对于使在蚀刻后形状确认步骤中获得的蚀刻后的形状反转成相反形状而得到的形状，考虑蚀刻除去量将其作为磨削完成形状而计算出来。因此，与图5所示的蚀刻后形状（a）～（d）相对应，计算出了在图5的右侧所示的磨削完成形状。即与蚀刻后形状（a）～（d）相对应的磨削完成形状如下。
（a）中心最厚、且厚度随着朝向外周缘而变薄的中凸形状。
（b）中心最薄、且厚度随着朝向外周缘而变厚的中凹形状。
（c）中心的周围为凸状的双凸形状。
（d）中心的周围为凹状的双凹形状。
[2-3]磨削步骤
接着，利用图1的磨削装置对板状物1的被磨削面1c进行磨削，将其变薄加工至规定的厚度。在磨削步骤中，首先，将保持工作台20的倾斜角度调整成平行设定的状态，以使得如图4的（b）所示这样在加工区域15中保持面22a与磨削磨具14平行。然后，隔着保护部件5将板状物1抽吸保持于保持工作台20的保持面22a，并根据规定的蚀刻方法使保持工作台20从平行设定的状态适当地倾斜，以便成为在磨削完成形状计算步骤中计算出的磨削完成形状，在加工区域15中的磨削磨具14的磨削面14a和板状物1不平行的状态下，使磨削磨具14抵接于板状物1并进行磨削，使板状物1形成为非平坦形状。以下，对磨削完成形状为上述（a）～（d）的情况下的磨削方法进行说明。
在通过磨削完成形状计算步骤计算出的磨削完成形状为图5的（a）的“中心最厚、且厚度随着朝向外周缘而变薄的中凸形状”的情况下，使移动保持工作台20从上述平行设定的状态在由图1中示出的上述线L和保持工作台20的旋转轴心20a形成的面内向箭头（a）方向倾斜。例如，为了使板状物1形成为中心比外周缘高2μm的中凸形状，在图3中，使2个可动支承部25b、25c均等地下降以使板状物1的旋转中心1a即C点比接近固定支承部25a的外周缘A点低2μm。图6的（a）示出了像这样使保持工作台20倾斜来磨削板状物1的状态，由此板状物1被磨削成中凸形状。
另外，在通过磨削完成形状计算步骤计算出的磨削完成形状为图5的（b）的“中心最薄、且厚度随着朝向外周缘而变厚的中凹形状”的情况下，使移动保持工作台20从上述平行设定的状态在由图1中示出的上述线L和保持工作台20的旋转轴心20a形成的面内向箭头（b）方向倾斜。例如，为了使板状物1形成为中心比外周缘低2μm的中凹形状，在图3中，使2个可动支承部25b、25c均等地上升以使板状物1的旋转中心C点比A点高2μm。图6的（b）示出了像这样使保持工作台20倾斜来磨削板状物1的状态，由此板状物1被磨削成中凹形状。
另外，在通过磨削完成形状计算步骤计算出的磨削完成形状为图5的（c）的“中心的周围为凸状的双凸形状”的情况下，使移动保持工作台20从上述平行设定的状态在与由图1中示出的上述线L和保持工作台20的旋转轴心20a所形成的面垂直的面内向箭头（c）方向倾斜。即，在图3中，调整成使加工区域15中的中间附近即B点比A点和C点低。图6的（c）示出了像这样使保持工作台20倾斜来磨削板状物1的状态，板状物1的中心的周围被磨削磨具14的磨削面14a的内周侧的边缘磨削，由此板状物1被磨削成双凸形状。
另外，在通过磨削完成形状计算步骤计算出的磨削完成形状为图的5的（d）的“中心的周围为凹状的双凹形状”的情况下，使移动保持工作台20从上述平行设定的状态在与由图1中示出的上述线L和保持工作台20的旋转轴心20a所形成的面垂直的面内向箭头（d）方向倾斜。即，在图3中，调整成使加工区域15中的中间附近即B点比A点和C高。图6的（d）示出了像这样使保持工作台20倾斜来磨削板状物1的状态，板状物1的中心的周围被磨削磨具14的磨削面14a的外周侧的边缘磨削，由此板状物1被磨削成双凹形状。
而且，图6的（c）、（d）为了示出与被磨削面1c抵接的磨削磨具14的倾斜状态而形成为使磨削磨具14相对倾斜的图。
[2-4]蚀刻步骤
在如上述那样完成了用于将板状物磨削成与规定的蚀刻方法对应的磨削完成形状的磨削步骤后，则以该规定的蚀刻方法对板状物1的被磨削面1c进行蚀刻。关于蚀刻，可以举出例如上述这样的基于旋涂的湿法蚀刻、等离子蚀刻等干法蚀刻、CMP（化学抛光）蚀刻等。在进行CMP蚀刻的情况下，如果可能，则如图7所示这样沿用磨削装置的保持工作台20，将已磨削成规定的磨削完成形状的板状物1保持在该保持工作台20上并使其旋转，一边使旋转的研磨构件40的研磨件41抵靠于被磨削面1c，一边进行CMP蚀刻。
[3]实施方式的作用效果
根据上述实施方式，通过进行蚀刻后形状确认步骤，能够预先把握以规定的蚀刻方法进行蚀刻后的板状物1的形状，在磨削步骤时，通过将板状物1磨削成为非平坦形状的磨削完成形状，所述磨削完成形状是使上述的进行蚀刻后的板状物1的形状反转成与相反的形状而得到的，由此能够使蚀刻步骤后的板状物1形成为厚度均匀的平坦形状。
Claims (4)
1.一种板状物的加工方法，其特征在于，
所述板状物的加工方法具备：
磨削步骤，利用具有磨削磨具的磨削构件对在保持工作台上保持的板状物进行磨削，使所述板状物变薄至规定的厚度，所述保持工作台具有用于保持板状物的保持面；和
蚀刻步骤，在实施该磨削步骤后，对板状物的被磨削面进行蚀刻，
在所述磨削步骤中，考虑该蚀刻步骤中的蚀刻状态使板状物形成为非平坦形状，以使板状物在实施该蚀刻步骤后变得平坦。
2.根据权利要求1所述的板状物的加工方法，其特征在于，
在所述磨削步骤中，在使所述保持工作台的保持板状物的所述保持面和所述磨削磨具的磨削面相对倾斜而不平行的状态下，使该磨削磨具抵接于在该保持工作台上保持的板状物，同时进行磨削，由此使板状物形成为非平坦形状。
3.根据权利要求1或2所述的板状物的加工方法，其特征在于，
在所述磨削步骤之前还具备：
蚀刻后形状确认步骤，对平坦的板状物的被磨削面实施蚀刻并确认该蚀刻后的板状物的形状；和
磨削完成形状计算步骤，基于在该蚀刻后形状确认步骤中确认的蚀刻后的板状物的形状，计算出使板状物在所述蚀刻步骤后变得平坦的磨削完成形状，
在所述磨削步骤中，将板状物磨削成在该磨削完成形状计算步骤中计算出的磨削完成形状。
4.根据权利要求1或2所述的板状物的加工方法，其特征在于，
所述板状物为圆板状，在所述蚀刻后形状确认步骤中确认的板状物的截面形状为下述形状中的任意一种：
板状物的中心的周围为凹状的双凹形状；和
板状物的中心的周围为凸状的双凸形状，
在所述蚀刻后形状确认步骤中确认的板状物的截面形状是板状物的中心的周围为凹状的双凹形状的情况下，在所述磨削步骤中使板状物的截面形状形成为板状物的中心的周围为凸状的双凸形状，
在所述蚀刻后形状确认步骤中确认的板状物的截面形状是板状物的中心的周围为凸状的双凸形状的情况下，在所述磨削步骤中使板状物的截面形状形成为板状物的中心的周围为凹状的双凹形状。
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