TW200922743A - Grinding wheel fitting mechanism for grinding device, has grinding element whose end surfaces protrudes around distance from other surfaces of other element in state, where disks are attached at fitting surfaces in separated manner - Google Patents

Description

200922743 九、發明說明： 【韻^明戶斤屬_^挂^标領诚^】 發明領域 本發明係有關於一種研磨裝置之磨輪安裝機構。 5 【先前冬好】 發明背景 在半導體裝置製程中，以於約略圓盤狀半導體晶圓之 表面排列成格子狀之稱為切割道的分割預定線，劃分複數 個區域，於該劃分之區域形成IC、LSI等裝置。然後，藉沿 10切割道以切削裝置切斷半導體晶圓，可將半導體晶圓分割 成各半導體晶片。 所分割之晶圓於沿切割道切斷前，以研磨或蝕刻將裡 面形成預定厚度。近年來，為達成電器之輕量化、小型化， 要求3曰圓之厚度更薄’例如薄至50 /X m左右。 15 將晶圓裡面磨薄之研磨裝置為因應該要求，加工成薄 且撓曲強度高之晶圓，而進行各種研究，隨著晶圓變薄， 產生在研磨後之步驟，搬運非常困難之問題。 是故’為實現薄晶圓及容易之搬運性，在日本專利公 開公報2007-19461號提出僅研磨於晶圓形成有IC或LSI等 20裝置之部份’於外周部之剩餘部份保留凸部之研磨方法。 【專利文獻1】 曰本專利公開公報2007-19461號 【韻^明内容_】 發明揭示 5 200922743 發明要解決之課題 然而，由於在上述加工方法使用之磨輪與用以研磨晶 圓全面之磨輪之輪外徑、配設成環狀之磨石之排列徑大為 不同（較小），故無法與一般之磨輪併用，而需更換磨輪。 5 又，具有僅研磨於晶圓形成有1C或LSI等裝置之晶圓之 中央部份，於外周部之剩餘區域保留凸部之補強部形成步 驟的研磨方法需在最後分割成各裝置前，僅研磨凸部，將 晶圓磨平至某程度。 如此，僅研磨外周凸部，將晶圓磨平至某程度之研磨 10 中，由於亦需使用研磨裝置，且以粗研磨粒之磨石及細研 磨粒之磨石研磨，故需要具有2種磨石之2種磨輪，而需逐 一更換磨輪，達成所期之研磨。 本發明即是鑑於此點而發明者，其目的係提供可依需 要同時或個別安裝2種磨石之研磨裝置之磨輪安裝機構。 15 用以解決課題之手段 根據本發明，提供一種將磨輪以裝卸自如之狀態安裝 於固定在研磨裝置之心軸之輪座的磨輪安裝機構，前述磨 輪包含有第1磨輪及第2磨輪。該第1磨輪由具有第1尺寸之 内徑之環狀第1磨輪底座、及複數個安裝於該第1磨輪底座 20 之第1磨石構成。該第2磨輪由具有較前述第1尺寸小之第2 尺寸之外徑之第2磨輪底座、及複數個安裝於該第2磨輪底 座之第2磨石構成。前述輪座具有安裝前述第1磨輪之第1磨 輪底座之環狀第1安裝面、及設置於該第1安裝面之内周部 且安裝前述第2磨輪之第2磨輪底座之第2安裝面。將前述第 200922743 1磨輪及前述第2磨輪分別安裝於前述第1安裝面及前述第2 安裝面時，前述第2磨輪之前述第2磨石之端面較前述第1磨 輪之前述第1磨輪之端面突出預定距離。 磨輪安裝機構宜包含有裝設於前述輪座之中央部，喷 5 出研磨水之研磨水喷嘴，該研磨水喷嘴之突出高度低於前 述第1及第2磨石之突出高度。 較佳地，在前述第1及第2磨輪安裝於前述輪座之狀態 下，該第1及第2磨輪之其中任一者可在不為另一者阻礙下 裝卸。 10 發明之效果 根據本發明，由於輪座具有第1安裝面及第2安裝面， 故可同時將具一般外徑之第1磨輪及外徑小之第2磨輪安裝 於輪座，或依需要僅安裝其中一磨輪，而可以1個心軸進行 被加工物之全面研磨、於被加工物外周部之剩餘區域保留 15 凸部之補強部形成步驟或僅凸部之研磨。 又，可自由地選擇第1及第2磨輪，裝設於輪座，當其 中一個磨輪之磨石破損或磨損時，可僅更換該磨輪，而具 經濟性。再者，可提供較具有2個以上之心轴之研磨裝置低 價且小空間之研磨裝置，在經濟上、在空間上皆具優點。 20 【實施方式】 用以實施發明之最佳形態 以下，參照圖式，詳細說明本發明實施形態之磨輪安 裝機構。第1圖係加工成預定厚度前之半導體晶圓之立體 圖。第1圖所示之半導體晶圓11由厚度700/zm之矽晶圓構 7 200922743 成，於表面m形成格子狀之複數個切割道i3，同日夺，於以該 複數個切割道13劃分之複數個區域形狀、lsi等裝置15。 如此構成之半導體晶圓叫有形成有裝置15之裝置區 域17、圍繞裝置區域17之外周剩餘區域19。又，於半導體 5晶圓11之外周形成作為顯示石夕晶圓之結晶方位之標記之缺 口 21。 於半導體晶圓11之表面11A以保護帶貼附步驟貼附保 濩帶23。因而，半導體晶圓π之表面Ua以保護帶23保護， 如第2圖所示，呈表面lib露出之狀態。 10 以下，參照第3圖，說明將如此構成之半導體晶圓11之 裡面11 b研磨成預疋厚度之研磨裝置2。研磨裝置2之殼體4 由水平殼體部份6及垂直殼體部份8構成。 於垂直殼體部份8固定於上下方向延伸之丨對引導軌道 12、14。研磨機構(研磨單元)16以可沿此1對引導軌道12、14 15 於上下方向移動之狀態安裝。研磨單元16藉由支撐部20安裝 於沿1對引導軌道12、14於上下方向移動之移動基台18。 研磨單元16具有安裝於支樓部20之心軸殼體22、可旋 轉地收容於心轴殼體22之心軸24、旋轉驅動心軸24之伺服 馬達26。藉由軟管36將研磨水供給至研磨機構（研磨單 2〇 元）16。研磨水宜使用純水。 研磨裝置2具有使研磨單元丨6沿一對引導軌道12、14 於上下方向移動之研磨單元進給機構44。研磨單元進給機 構44由滾珠螺桿46、固定於滾珠螺桿46之一端部之脈衝馬 達48構成。當將脈衝馬達48脈衝驅動時，滾珠螺桿46旋轉， 200922743 移動基台18藉由固定於移動基台18内部之滚珠螺桿46之螺 帽，於上下方向移動。 於水平殼體部份6之凹部10配設夾盤單元50。如第4圖 所示，夾盤單元50具有支撐基台52、旋轉自如地配設於支 5 撐基台52之夾盤54。夾盤單元50更具有具供夾盤54插通之 孔之蓋56。 夾盤單元50以夾盤移動機構58於研磨裝置2之前後方 向移動。夾盤移動機構58由滾珠螺桿60、連結於滾珠螺桿 60之螺軸62 —端之脈衝馬達64構成。 10 當脈衝驅動脈衝馬達64時，滾珠螺桿64之螺轴62旋 轉，具有與此螺軸62螺合之螺帽之支撐基台52於研磨裝置2 之前後方向移動。是故，夾盤54亦依脈衝馬達64之旋轉方 向於前後方向移動。 如第3圖所示，第4圖所示之一對引導軌道66、68及夾 15 盤移動機構58為蛇管70、72所覆蓋。即，蛇管70之前端部 固定於劃分凹部10之前壁，後端部固定於蓋56之前端面。 又，蛇管72之後端固定於垂直殼體部份8，前端固定於蓋56 之後端面。 於殼體4之水平殼體部份6配設第1晶圓匣盒74、第2晶 20 圓匣盒76、晶圓搬送機構78、晶圓暫時載置機構80、晶圓 搬入機構82、晶圓搬出機構84、洗淨機構86。進一步，於 殼體4之前方設置作業員輸入研磨條件等之操作機構8 8。 於水平殼體部份6之約中央部設置洗淨夾盤5 4之洗淨 水喷射喷嘴90。此洗淨水喷射喷嘴90在夾盤單元54定位於 9 200922743 晶圓搬入搬出區域之狀態下，朝保持在爽盤54之研磨加工 後之晶圓喷出洗淨水。 夾盤單7L50藉脈衝驅動夾盤移動機構％之脈衝馬達 64 ’在第3圖所不之裝置裡側之研磨區域與從晶圓搬入機構 5 82接收晶圓，將晶圓交遞至晶圓搬出機構84之前側之晶圓 搬入搬出區域間移動。 接著，參照第5圖〜第8圖，就本發明實施形態之磨輪 安裝機構詳細說明。如第5(A)圖及第6(A)圖所示，以複數 個螺絲25將輪座28螺固於心軸24之前端。 10 於輪座28之最外周部形成環狀第1安裝面28a，於其内周 部形成比第1安裝面28a往内凹之第2安裝面28b。於第丨安裝 面28a形成複數個孔27’於第2裝設面2扑形成複數個螺孔29。 30係具有第1内徑尺寸之第丨磨輪，於環狀之磨輪底座 32之下面固疋以玻璃溶結等使鑽石研磨♦固結之複數個磨 15 石34而構成。 如第6(A)圖所示，藉藉由孔27將複個螺絲33螺合於第1 磨輪30之螺孔，而將第丨磨輪3〇安裝於輪座28之第丨安裝面 28a。 第5(B)圖所示之第2磨輪38具有小於第i尺寸之第2尺 20寸之外徑，於輪座40之外周部固定以玻螭熔結等固結有鑽 石研磨粒之複數個磨石42而構成。 第2磨輪38之磨輪底座40具有中心孔41、複數個固定螺 絲插入用孔31。如第5(B)圖及第6(B)圖所示，藉藉由孔31 將螺絲35螺合於輪座28之螺孔29,而將第2磨輪38安裝於輪 10 200922743 彀28之第2安裝面28b。 研磨水噴嘴9 2以複數個螺絲3 7固定於輪座2 8之第2安 裝面28b。研磨水噴嘴92之外徑設定成小於第2磨輪38之中 心孔41之直徑，第2磨輪38可直接在將研磨水噴嘴92安裝於 5輪座28之狀態下，相對於輪座28裝卸。 如第7圖及第8圖所示，可直接在將第1磨輪3〇安裝於輪 座28之第1安裝面28a之狀態下，將第2磨輪38安裝於輪座28 之第2安裝面28b。 反之，可直接在將弟2磨輪28安寰於輪座28之第2安裝 10面2訃之狀態下，將第1磨輪30安裝於輪座28之第1安裝面 28a。即，第1磨輪3〇及第2磨輪38皆可在不為另一磨輪阻礙 下’裝卸於輪座28。 如第8圖清楚顯示，研磨水噴嘴92以突出高度低於第i 磨輪30之磨石34及第2磨輪38之磨石42之狀態，固定於輪座 15 28之中央。研磨水噴嘴92朝位於外周方向之磨石34、42至 少從4個方向喷出研磨水。 以下，就如此構成之研磨裝置2之研磨作業作說明。收 合於第1晶圓匣盒7 4中之晶圓為保護帶裝設於表面侧（形成 有電路之侧之面）之半導體晶圓，因而，晶圓以裡面位於上 例之狀態收容於第1匣盒74中。如此，將收容有複數半導體 曰曰圓之第1晶圓匣盒74載置於殼體4之預定匣搬入區域。 然後，當將收容在載置於匣盒搬入區域之第丨晶圓匣盒 74之研磨加工前的半導體晶圓完全搬出時，變成空晶圓匣 现74,將收容有複數個半導體晶圓之新第i晶圓匣盒％以手 11 200922743 動載置於匣盒搬入區域。 另一方面，將預定片數之研磨加工後之半導體晶圓搬 入至載置於殼體4之預定匣盒搬出區域之第2晶圓匣盒76 時，以手動搬出此第2晶圓匣盒76 ,將新的空第2晶圓匣盒 5 76載置於匣盒搬出區域。 以晶圓搬送機構78之上下動作及進退動作將收容於第 1晶圓匣盒74之半導體晶圓搬送，將之載置於晶圓暫時載置 機構80。載置於晶圓暫時載置機構8〇之晶圓在此進行中心 對準後，以晶圓搬入機構82之旋轉動作，載置於位在晶圓 10搬入搬出區域之夾盤單元50之夾盤54,以夾盤54吸引保持。 如此，夾盤54吸引保持晶圓後，使夹盤移動機構58作 動，移動夾盤單元54 ’定位於裝置後方之研磨區域。 當夾盤單元50定位於研磨區域時，保持於夾盤μ之晶 圓之中心如第9(A)圖所示，位於稍微超過磨輪3〇之外周圓 15 之位置。 接著’使夾盤54以100〜300rpm左右旋轉，驅動祠服馬 達26，使磨輪30以4000〜7000rpm旋轉，同時，使研磨單元 進給機構44之脈衝馬達48正轉驅動，而使研磨單元16下降。 然後’藉以預定之載重將磨輪30之磨石34按壓至夾盤 2〇 54上之晶圓11之裡面（被研磨面），研磨晶圓u之裡面。藉如 此進行，研磨預定時間，將晶圓11研磨成預定厚度。 研磨結束時，驅動夹盤移動機構58，使夾盤54定位於 裝置前側之晶圓搬入搬出區域。當夾盤54定位於晶圓搬入 搬出區域後，從洗淨水喷射噴嘴90喷射洗淨水，洗淨保持 12 200922743 於夾盤54之經研磨加工之晶圓丨丨之被研磨面（裡面）。 接著，若為僅研磨晶圓11之裝置區域17之裡面，於外 周剩餘區域19保留凸部之研磨方法時，如第9(B)圖所示， 將第2磨輪38安裝於輪座28，執行晶圓U之研磨。 5 即，如第11圖所示，若為此研磨方法時，夾盤54之旋 轉中心P與磨石4 2之旋轉中心P 2偏心，磨石4 2之外徑設定成 小於晶圓11之裝置區域Π與外周剩餘區域19之分界線94之 直徑，大於分界線94之半徑之尺寸，環狀磨石42通過夾盤 54之旋轉中心pi。 1〇 一面使夾盤54以300rPm於箭號55顯示之方向旋轉，一 面使磨石42以60〇〇rpm於箭號96顯示之方向旋轉，同時，使 伺服馬達26作動，使第2磨輪38之磨石42接觸晶圓11之裡 面。然後’使第2磨輪38以預定研磨進給速度於下方研磨進 給預定量。 ^果’如第12圖所示’於半導體晶圓丨i之裡面研磨去 除對應於裝置區域P之區域，形成預定厚度（例如50#m) 部98 ’同時，殘留對應於外周剩餘區域19之區域， 形成％：狀凸部(環狀補強部）1〇〇。 接著，參照第10(A)圖〜第10(c)圖，說明將第丨及第2 2 0 3 0、1 Q 1' - y 、^女破於輪座28，僅研磨對應於裝置區域17之晶 圓 1 1 -ri 面’於外周剩餘區域19保留環狀凸部，接著，僅 Μ此％狀凸部’將晶圓磨平至某程度之研磨方法。 此時’將粗研磨用磨石42安裝於第2磨輪38，將精研磨 用磨石34安裝於第1磨石30。首先，如第10(A)圖所示，第2 13 200922743 磨輪38執行保留晶圓11之外周剩餘區域19，研磨對應於裝 置區域17之晶圓11之裡面的環狀補強部形成步驟。 然後，如第10(B)圖所示，以第2磨輪38執行環狀補強 部39之粗研磨步驟，接著，如第1〇(c)圖所示，以第丨磨輪 5 30執行環狀凸部39之精研磨步驟。 如此，根據本實施形態之磨輪安裝機構，可於丨個心軸 24女裝第1及弟2磨輪30、38，執行於晶圓11之外周剩餘區 域19形成環狀凸部，接著，研磨此環狀凸部，使晶圓 體平坦化至某程度之研磨方法。 10 【圖式簡說^明】 第1圖係半導體晶圓之表面側立體圖。 第2圖係貼附有保護帶之半導體晶圓之裡面側立體圖。 第3圖係適合應用本發明磨輪安裝機構之研磨裝置之 外觀立體圖。 15 第4圖係夾盤單元及夾盤進給機構之立體圖。 第5(A)圖係顯示於輪座安裝第1磨輪之狀態之立體 圖，第5(B)係顯示於輪座安裝第2磨輪之狀態之立體圖。 第6(A)圖係顯示於輪座安裝第1磨輪之狀態之截面 圖’第6(B)係顯示於輪座安裝第2磨輪之狀態之截面圖。 20 第7圖係顯示於輪座安裝第1及第2磨輪之狀態之立體圖。 第8圖係顯示於輪座安裝第丨及第2磨輪之狀態之截面圖。 弟9(A)圖係頒示以第1磨輪研磨晶圓之裡面全面之狀 態之說明圖，第9(B)圖係以第2磨輪僅研磨對應於晶圓之裝 置區域之裡面，於外周剩餘區域保留環狀凸部之研磨方法 14 200922743 之說明圖。 第10(A)圖係以第2磨輪僅研磨對應於晶圓之裝置區域 之裡面，於外周剩餘區域保留環狀凸部之研磨步驟之說明 圖，第10(B)圖係顯示以第2磨輪粗研磨環狀凸部之步驟之 5 說明圖，第10(C)圖係顯示以第1磨輪精研磨環狀凸部之步 驟之說明圖。 第11圖係以第2磨石執行之凹部研磨步驟之說明圖。 第12圖係已執行凹部研磨步驟之半導體晶圓之擴大截 面圖。 10 【主要元件符號說明】 2...研磨裝置 18...移動基台 4...殼體 19...外周剩餘區域 6...水平殼體部份 20...支撐部 8...垂直殼體部份 21...缺口 10...凹部 22…心軸殼體 11...半導體晶圓 23...保護帶 1 la…表面 24...心轴 lib…裡面 25...螺絲 12...引導執道 26...伺服馬達 13...切割道 27.·.孔 14...引導軌道 28...輪座 15...裝置 28a...第1安裝面 16...研磨單元 28b...第2安裝面 17...裝置區域 29...孔 15 200922743 30.. .第1磨輪 31.. .固定螺絲插入用孔 32.. .磨輪底座 33.. .螺絲 34.. .磨石 36.. .軟管 35.. .螺絲 37.. .螺絲 38.. .第2磨輪 39.. .環狀補強部 40.. .磨輪底座 41.. .中心孔 42.. .磨石 44.. .研磨單位進給機構 46.. .滾珠螺桿 48…脈衝馬達 50.. .夾盤單元 52.. .支撐基台 54.. .夾盤 55.. .箭號 56.. .蓋 58.. .夾盤移動機構 60.. .滚珠螺桿 62.. .螺轴 64.. .脈衝馬達 66.. .引導軌道 68.. .引導軌道 70.. .蛇管 72.. .蛇管 74.. .弟1晶圓S盒 76.. .第2晶圓匣盒 78.. .晶圓搬送機構 80.. .晶圓暫時載置機構 82.. .晶圓搬入機構 84.. .晶圓搬出機構 86.. .洗淨機構 88.. .操作機構 90.. .洗淨水喷射喷嘴 92.. .研磨水喷嘴 94.. .分界線 96.. .箭號 98.. .凹部 100.. .環狀凸部 P1...旋轉中心 P2...旋轉中心 16

Claims (1)

1. 200922743 十、申請專利範圍： 1. 一種磨輪安裝機構，係將磨輪以裝卸自如之狀態安裝於 固定在研磨裝置之心轴之輪座者，前述磨輪包含有： 第1磨輪，係由具有第1尺寸之内徑之環狀第1磨輪底 座、及複數個安裝於該第1磨輪底座之第1磨石構成者； 第2磨輪，係由具有較前述第1尺寸小之第2尺寸之 外徑之第2磨輪底座、及複數個安裝於該第2磨輪底座之 第2磨石構成者； 前述輪座具有安裝前述第1磨輪之第1磨輪底座之 環狀第1安裝面、及設置於該第1安裝面之内周部且安裝 前述第2磨輪之第2磨輪底座之第2安裝面； 將前述第1磨輪及前述第2磨輪分別安裝於前述第1 安裝面及前述第2安裝面時，前述第2磨輪之前述第2磨 石之端面較前述第1磨輪之前述第1磨石之端面突出預 定距離。 2. 如申請專利範圍第1項之磨輪安裝機構，包含有裝設於前 述輪座之中央部並喷出研磨水之研磨水噴嘴，且該研磨 水喷嘴之突出高度低於前述第1及第2磨石之突出高度。 3. 如申請專利範圍第1或2項之磨輪安裝機構，其中在前述 第1及第2磨輪安裝於前述輪座之狀態下，前述第1及第2 磨輪之任一者是可裝卸的。 17