TW201729277A - 磨削裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題為確實且有效率地去除保持面上的磨削屑，並且防止因保持台之保持面的形狀變化而使晶圓之磨削後的成品厚度精度降低的情形。解決手段為於磨削裝置中具備使洗淨磨石接觸於保持面而進行按壓以刮除磨削屑的洗淨設備、檢測生成於晶圓之被磨削面的裂隙的裂隙檢測設備、和在檢測出裂隙時使洗淨設備洗淨保持面的控制部，且只在於晶圓之被磨削面上檢測出裂隙時將進入保持面的磨削屑排出，藉此確實且有效率地去除保持面上的磨削屑，並且防止因保持面的形狀變化時而使晶圓之磨削後的成品厚度精度降低的情形。

Description

磨削裝置
發明領域 本發明是有關於磨削晶圓的磨削裝置。
發明背景 在將晶圓保持在形成為多孔狀的保持台上，使磨削磨石接觸於晶圓的被磨削面並進行按壓來磨削該被磨削面的磨削裝置中，是藉由將保持台的保持面與磨削磨石的磨削面設成平行，以謀求磨削後的晶圓的厚度精度的提升。
然而，因磨削所產生的磨削屑會附著在保持面上，一旦在此狀態下保持晶圓並按壓磨削磨石的話，就會有在晶圓上產生裂隙的問題。因此，在磨削裝置上會設置洗淨保持台的保持面的洗淨機構，以在1片晶圓的磨削結束而離開保持台的時間點(timing)(亦即於每磨削1片晶圓時)洗淨保持面，以防止在磨削屑附著在保持面的狀態下進行晶圓之磨削的情形。作為洗淨機構，可為例如刷子(brush)或石材(stone)(參照例如專利文獻1)、對保持面噴出流體的流體洗淨機構(參照例如專利文獻2)等。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特許第4079289號公報 專利文獻2 ：日本專利特許第5538971號公報
發明概要 發明欲解決之課題 然而，在對保持面噴出流體的流體洗淨機構上，要將已進入形成為多孔狀的保持台之保持面的磨削屑排出是困難的。另一方面，因為在進行以刷子或石材所進行之保持面的洗淨時，會使保持面的形狀變化，所以會使保持面與磨削磨石的磨削面之平行度的精度降低，而存有晶圓之磨削後的成品厚度精度降低的問題。特別是，當每次磨削1片晶圓就洗淨保持面時，會使保持面與磨削磨石的磨削面的平行度的精度容易降低，又，也成為導致生產性降低的主要因素。
本發明是有鑒於像這樣的問題而作成的發明，其課題在於確實且有效率地去除保持面上的磨削屑，並且防止因保持台之保持面的形狀變化而使晶圓之磨削後的成品厚度精度降低的情形。 用以解決課題之手段
本發明為一種磨削裝置，其具備：具備多孔板且具有保持晶圓之保持面的保持台、以磨石之磨削面磨削被該保持台之該保持面所保持的晶圓的磨削設備、及洗淨該保持面的洗淨設備， 該洗淨設備具備：板狀的洗淨磨石，接觸於該保持面以刮除比該保持面更突出之磨削屑；按壓設備，將該洗淨磨石按壓至該保持面；及保持台旋轉設備，使該保持台以該保持面之中心為軸而旋轉， 該磨削裝置並具備：裂隙檢測設備，從以該磨削設備磨削且被保持在該保持台上的晶圓之被磨削面側檢測產生於晶圓上之裂隙；及控制部，於該裂隙檢測設備檢測出產生於晶圓上之裂隙時，使該洗淨設備洗淨該保持面且維持該保持面與該磨削面的平行度。 較理想的是，此磨削裝置具備儲存前述裂隙檢測設備所檢測出之裂隙的位置的儲存部，前述控制部會令該洗淨設備洗淨該保持面之與該儲存部所儲存之裂隙的位置相當的位置。 發明效果
在本發明中，因為具備使洗淨磨石接觸於保持面而進行按壓以刮除磨削屑的洗淨設備、檢測生成於晶圓之被磨削面的裂隙的裂隙檢測設備、和在檢測出裂隙時使洗淨設備洗淨保持面的控制部，所以能夠只在於晶圓之被磨削面上檢測出裂隙時將進入保持面的磨削屑排出。因此，能夠確實且有效率地去除保持面上的磨削屑，並且能夠防止因保持面的形狀變化而使晶圓的磨削後的成品厚度精度降低之情形。 又，因為具備儲存已產生於晶圓上之裂隙的位置的儲存部，且控制部會令洗淨設備洗淨保持面之與儲存部所儲存的裂隙的位置相當的位置，藉此能夠只對保持面之中附著有磨削屑的地方進行洗淨，所以可使洗淨效率進一步變高，而使生產性更加提升。
用以實施發明之形態 圖1所示之磨削裝置1為使磨削設備3a、3b相對於保持在保持台2上之晶圓W施加磨削加工的裝置。
在磨削裝置1之前部側設置有片匣載置區域4a、4b，該片匣載置區域4a、4b分別供收容磨削前之晶圓W的片匣40a與收容磨削後之晶圓W的片匣40b載置。
片匣載置區域4a、4b的附近配置有進行晶圓W相對於片匣40a、40b的搬出、搬入的搬出入設備5。藉由搬出入設備5而從片匣40a被搬出的晶圓W，是載置在對位台50上，並在此處將晶圓W的中心對位至一定的位置。對位台50具備有旋轉設備51，且能夠使載置在對位台50上的晶圓W旋轉。又，於對位台50的側邊具備有檢測部52，該檢測部52可檢測作為表示結晶方位之標記而形成在晶圓W之周緣部的凹口N。檢測部52是例如照相機、穿透型感測器或反射型感測器。
於對位台50的附近配置有第一搬送設備6a，在對位台50上已對位之晶圓W是藉由第一搬送設備6a而被搬送至3個保持台2中的任一個。3個保持台2為可各別自轉並且隨著轉盤(turntable)20的旋轉而進行公轉。
在伴隨著轉盤20的旋轉之保持台2的公轉移動路徑的上方配置有磨削設備3a、3b。磨削設備3a、3b，由於除了磨削磨石34的種類之外是同樣的構成，所以會附加共通的符號來說明。磨削設備3a、3b是形成為下述之構成：於具有鉛直方向的軸心之旋轉軸30的下端透過輪座31而裝設有磨削輪32，且藉由連結於旋轉軸30的上端之馬達33來旋轉驅動旋轉軸30，藉此使磨削輪32旋轉；且在磨削輪32的下部固接有磨削磨石34。磨削磨石34的下表面是成為磨削晶圓W的磨削面。構成磨削設備3a的磨削磨石34是例如粗磨削磨石，而構成磨削設備3b的磨削磨石34為例如精磨削磨石。
磨削設備3a、3b是固定於與在鉛直方向上延伸的導軌35滑接之升降板36上，並形成為伴隨著藉由馬達37而被驅動並使升降板36升降之情形，來使磨削設備3a、3b也升降之構成。
於相鄰於片匣載置區域4b的位置上配置有洗淨晶圓W的晶圓洗淨設備7。晶圓洗淨設備7具備有保持並旋轉晶圓W的旋轉工作台(spinner table)70。又，在晶圓洗淨設備7的附近配置有可將磨削後之晶圓W從保持台2搬送至晶圓洗淨設備7的第二搬送設備6b。
於保持台2的移動路徑的上方配置有洗淨保持台2之保持面2a的洗淨設備8。如圖2所示，此洗淨設備8具備有具有鉛直方向之軸心的旋轉軸80、可旋轉地支撐旋轉軸80的外殼81、配置於旋轉軸80之下端的洗淨磨石82、使外殼81升降的升降設備83、和使保持台2以保持面2a之中心為軸而旋轉的保持台旋轉設備84。
洗淨磨石82是例如將樹脂黏結劑磨石、樹脂材或陶瓷材形成為板狀而成之磨石。升降設備83具備滑接於外殼81的軌道830、與例如設於外殼81的內部的線性馬達等，而能夠使外殼81升降。保持台旋轉設備84具備有馬達840、編碼器841、藉由馬達840而被驅動並進行旋轉的軸842、形成在軸842之前端的皮帶輪(pulley)843、捲繞在皮帶輪843上的皮帶844、及捲繞有皮帶844的從動皮帶輪845。
各個保持台2各具備有多孔板21、支撐多孔板21的框體22、和安裝有框體22的基台23。於框體22及基台23中形成有連通於多孔板21的吸引路24。此吸引路24會與吸引源25連通。可以藉由將框體22連結於從動皮帶輪845，且使馬達840透過皮帶844使從動皮帶輪845旋轉，而使保持台2旋轉。
於外殼81的側部配置有裂隙檢測設備90。裂隙檢測設備90是例如如圖3所示，具備有具有鉛直方向之光軸的相機900、位於相機900的周圍且照亮晶圓W的環狀照明901。環狀照明901是形成為在鉛直方向上可移動。再者，代替環狀照明而使用沿著相機900之光軸將光線投下，且使透鏡以該光的反射光成像的落射照明亦可。又，作為裂隙檢測設備90而使用例如採用了雷射或LED之光量感測器亦可。
將裂隙檢測設備90的相機900連接到圖2所示的控制部91，並且將裂隙檢測設備90所取得之圖像資訊傳輸至控制部91。又，於控制部91上連接有儲存部92，以因應需要來使其將圖像資訊儲存到儲存部92。控制部91可以藉由X-Y-Z座標來管理磨削裝置1的各部位之位置及動作，而使各部位移動至所期望的位置。
如圖1所示，可做成跨越轉盤20而配置有導軌85，且使升降設備83為例如在內部具備線性馬達等，而變得可沿著導軌85水平移動。因此，洗淨磨石82在水平方向及垂直方向上都是可移動的。升降設備83是作為將洗淨磨石82按壓於保持面2a之按壓設備而發揮功能。
使用如以上地被構成的磨削裝置1，來磨削圖1所示之晶圓W之背面Wb的情況下，是將保護膠帶T貼附在晶圓W之正面Wa，並將晶圓W收容在片匣40a。然後，藉由搬出入設備5將晶圓從片匣40a搬出，並且載置於對位台50上。在對位台50上將晶圓W的中心位置對位於一定的位置之後，藉由第一搬送設備6a將晶圓W搬送至保持台2。此時，第一搬送設備6a是以使保持台2之中心與晶圓W之中心一致的方式，將晶圓W搬送至保持台2。
如圖4所示，於晶圓W的周緣部作為表示結晶方位之標記而形成有凹口N，如圖5所示，於保持台2上形成有用於在載置晶圓W時與凹口N對位的凹口對準部26。凹口對準部26是形成於覆蓋多孔板21之外周部的屏壁27上。又，於框體22上形成有複數個用於將框體22固定在圖2所示之基台23的供螺絲插入的螺孔28。在保持台2中，是將晶圓W之凹口N與保持台2之凹口對準部26對位，將保護膠帶T側載置並保持於保持面2a上，而成為背面Wb朝上方露出的狀態。再者，當旋轉設備51使晶圓W旋轉，並在檢測部52檢測出凹口N之位置上停止晶圓W的旋轉，且令第一搬送設備6a保持位於該位置的晶圓並搬送至保持台2時，就能夠使凹口N與保持台2的凹口對準部26一致來進行搬送。亦即，第一搬送設備6a保持晶圓時的晶圓W之凹口N之位置，會在從對位台50將晶圓W保持並搬出時就已決定，並將對位進行成使保持台2旋轉而使第一搬送設備6a保持的晶圓W之凹口N的位置與保持台2之凹口對準部26一致。 再者，第一搬送設備6a從對位台50將晶圓保持並搬出時的晶圓W之位置，雖然是設為檢測部52檢測出凹口N之位置，但也可以是檢測部52檢測出凹口N並使其旋轉預定角度之位置。
接著，藉由轉盤20之逆時針方向的旋轉，將晶圓W定位到磨削設備3a的正下方。然後，使保持台2a旋轉，並且一邊伴隨著磨削輪32之旋轉而使磨削磨石34旋轉一邊使磨削設備3a下降，使旋轉的磨削磨石34接觸於晶圓W的背面Wb來完成磨削。在此所進行的是例如粗磨削。
粗磨削結束後，藉由轉盤20之旋轉，將晶圓W定位到磨削設備3b的正下方。並且，使保持台2朝逆時針方向旋轉，並且一邊伴隨著磨削輪32之旋轉而使磨削磨石34旋轉一邊使磨削設備3b下降，使旋轉的磨削磨石34接觸於晶圓W的背面Wb來完成磨削。在此所進行的是例如精磨削。
當像這樣來進行晶圓之磨削時，有時磨削屑會進入保持台2之保持面2a與貼附在晶圓W上的保護膠帶T之間，而使該磨削屑附著在保持面2a。當在該磨削屑原樣殘留在保持面2a上的狀態下磨削晶圓W的背面Wb時，會有在晶圓W上產生裂隙的問題。
因此，在精磨削結束之後，會藉轉盤20的逆時針方向的旋轉，使保持在保持台2上的磨削後之晶圓W移動至裂隙檢測設備90的下方。然後，藉由裂隙檢測設備90拍攝作為晶圓W之被磨削面的背面Wb的整個面，並且將取得之圖像傳輸至控制部91。在控制部91中，是藉由構成圖像的像素資訊來檢查在晶圓W上是否有裂隙產生。
於控制部91並未檢測出裂隙的情況下，第二搬送裝置6b會將晶圓W保持，並搬送至晶圓洗淨設備7的旋轉工作台70。然後，伴隨著旋轉工作台70的旋轉來對晶圓W噴射高壓水以進行洗淨，並進一步伴隨著旋轉工作台70的旋轉來對晶圓W噴射高壓氣體以進行乾燥。並且之後，藉由搬出入設備5，將已進行洗淨及乾燥的晶圓W搬送且收容到片匣40b。
另一方面，於控制部91檢測出裂隙C的情況下，是依據晶圓W的中心WO及凹口N的位置關係來特定裂隙C的位置。具體的處理是如以下所述。
在求出圖像中的圖6所示的晶圓W的中心座標WO的情況下，是一邊使保持台2旋轉一邊拍攝晶圓W的周緣的3個地點以取得針對其各別的圖像。然後，針對其各別的圖像，進行將像素值已變化成特定的界限值以上的部分設為邊緣來作辨識之圖像處理，藉此求出3點之X-Y座標。
當將晶圓W的中心WO之座標設為(XO, YO)，且將晶圓W之周緣的3點座標各自設為(x1, y1)、(x2, y2) 、(x3, y3)時，可將中心WO之座標 (XO, YO)藉由控制設備91並依據以下之式(1)來求出。
[數學式1]…式(1)
在圖6的例子中，是將凹口N的座標(XN, YN)設為例如將晶圓W假設成圓形之情形的圓弧、和連接中心WO與凹口N之線的延長線的交點。又，可以依據以下的式(2)，求出晶圓W的半徑R，並且將從中心WO朝向凹口N之方向移位了相當於半徑R之位置設為凹口N的座標。
[數學式2]…式(2)
當像這樣進行，而求出晶圓之中心WO的座標(XO, YO)、和凹口N的座標(XN, YN)時，可以依據在這些座標與裂隙C之間的特定的像素數，將裂隙C的位置設為離晶圓W之中心WO的X軸方向之移位XC及離凹口N的Y軸方向之移位YC而求出。這樣進行而求出的裂隙C的位置資訊會儲存到儲存部92。
裂隙C可以視為是在被保持在保持面2a之位置上所形成的裂隙。亦即，例如如圖7所示，於保持面2a之上附著有磨削屑100的情形下，可以考慮為：是藉由對所保持的晶圓W施加磨削磨石34之按壓力，而在晶圓W之中位於磨削屑100的上方之部分生成了裂隙C。因此，可以視為從控制部91所辨識的保持台2的旋轉中心到在X軸方向上相距相當於XC，並且從圖5所示之凹口對準部26到在Y方向上相距相當於YC的位置上附著有磨削屑。
於是，可藉由控制部91之控制使升降設備83沿著導軌85水平移動，而將洗淨磨石82定位到附著有磨削屑之位置的上方。並且，如圖8所示，令保持台旋轉設備84使保持台2旋轉，並且一邊使洗淨磨石82旋轉一邊令升降設備83使洗淨磨石82下降，以將洗淨磨石82按壓於保持面2a。如此一來，即可刮除從保持面2a朝上方突出的磨削屑，使保持面2a與磨削磨石34的磨削面(下表面)變得平行。
像這樣進行，控制部91會使洗淨設備8洗淨保持面2a之與儲存部92所儲存之裂隙的位置相當的位置。由於毋須洗淨保持面2a之整個面，所以是很有效率的。又，由於僅以必要最低限度之洗淨即可完成，所以可以維持保持面2a及磨削磨石34之磨削面的平行度，並且防止因保持面2a的形狀變化而導致晶圓W之磨削後的成品厚度精度下降之情形。
再者，雖然是將本實施形態的洗淨磨石82形成為具有保持面2a之半徑程度的直徑之大小，但是在如上述地特定保持面2a上的磨削屑100之附著位置而去除磨削屑的情況下，也可以使用比洗淨磨石82更小的洗淨磨石。
又，雖然本實施形態的保持台2具備凹口對準部26，並做成藉由將凹口對準部26與形成在晶圓W上之凹口N的位置對準，以根據裂隙C與凹口N的位置關係來特定保持面2a上的磨削屑100的位置，但是在晶圓上並未形成有凹口，而形成有定向平面(orientation flat)的情況下，可以在保持台上設置定向平面對準部，使形成在晶圓上之定向平面與在保持台上的定向平面對準部對準，藉此根據裂隙與定向平面之間的位置關係，而特定保持面2a上的磨削屑的位置。
此外，在保持台上不具備有凹口對準部也不具備有定向平面對準部的情形下，可以藉由使控制部91求出從晶圓的中心至裂隙的距離，並使洗淨磨石接觸在離保持台2的中心相當於所求出之距離的位置並使保持台2旋轉1次，藉此去除位在與裂隙對應之位置的磨削屑。
1‧‧‧磨削裝置
2‧‧‧保持台
2a‧‧‧保持面
20‧‧‧轉盤
21‧‧‧多孔板
22‧‧‧框體
23‧‧‧基台
24‧‧‧吸引路
25‧‧‧吸引源
26‧‧‧凹口對準部
27‧‧‧屏壁
28‧‧‧螺孔
100‧‧‧磨削屑
3a、3b‧‧‧磨削設備
30、80‧‧‧旋轉軸
31‧‧‧輪座
32‧‧‧磨削輪
33、37、840‧‧‧馬達
34‧‧‧磨削磨石
35、85‧‧‧導軌
36‧‧‧升降板
4a、4b‧‧‧片匣載置區域
40a、40b‧‧‧片匣
5‧‧‧搬出入設備
50‧‧‧對位台
51‧‧‧旋轉設備
52‧‧‧檢測部
6a‧‧‧第一搬送設備
6b‧‧‧第二搬送設備
7‧‧‧晶圓洗淨設備
70‧‧‧旋轉工作台
8‧‧‧洗淨設備
81‧‧‧外殼
82‧‧‧洗淨磨石
83‧‧‧升降設備
830‧‧‧軌道
84‧‧‧保持台旋轉設備
841‧‧‧編碼器
842‧‧‧軸
843‧‧‧皮帶輪
844‧‧‧皮帶
845‧‧‧從動皮帶輪
90‧‧‧裂隙檢測設備
900‧‧‧相機
901‧‧‧環狀照明
91‧‧‧控制部
92‧‧‧儲存部
W‧‧‧晶圓
Wa‧‧‧正面
Wb‧‧‧背面
WO‧‧‧中心
C‧‧‧裂隙
R‧‧‧半徑
T‧‧‧保護膠帶
N‧‧‧凹口
X、Y、Z‧‧‧方向
XC‧‧‧X軸方向之移位
YC‧‧‧Y軸方向之移位
XN、YN、XO、YO‧‧‧座標
圖1是顯示磨削裝置之例的立體圖。 圖2是顯示保持台以及洗淨設備的剖面圖。 圖3是顯示裂隙檢測設備之例的剖面圖。 圖4是顯示晶圓之例的立體圖。 圖5是顯示保持台之例的平面圖。 圖6是顯示在晶圓上所檢測出之裂隙的位置之平面圖。 圖7是顯示在保持台之保持面上附著有磨削屑之狀態的剖面圖。 圖8是顯示以洗淨設備去除磨削屑之狀態的剖面圖。
1‧‧‧磨削裝置
2‧‧‧保持台
2a‧‧‧保持面
20‧‧‧轉盤
21‧‧‧多孔板
3a、3b‧‧‧磨削設備
30‧‧‧旋轉軸
31‧‧‧輪座
33、37‧‧‧馬達
34‧‧‧磨削磨石
35、85‧‧‧導軌
36‧‧‧升降板
4a、4b‧‧‧片匣載置區域
40a、40b‧‧‧片匣
5‧‧‧搬出入設備
50‧‧‧對位台
51‧‧‧旋轉設備
52‧‧‧檢測部
6a‧‧‧第一搬送設備
7‧‧‧晶圓洗淨設備
70‧‧‧旋轉工作台
8‧‧‧洗淨設備
83‧‧‧升降設備
90‧‧‧裂隙檢測設備
W‧‧‧晶圓
Wa‧‧‧正面
Wb‧‧‧背面
T‧‧‧保護膠帶
N‧‧‧凹口
X、Y、Z‧‧‧方向

Claims (2)

  1. 一種磨削裝置，具備： 具備多孔板且具有保持晶圓之保持面的保持台、以磨石之磨削面磨削被該保持台之該保持面所保持的晶圓的磨削設備、及洗淨該保持面的洗淨設備， 該洗淨設備具備： 板狀的洗淨磨石，接觸於該保持面以刮除比該保持面更突出之磨削屑； 按壓設備，將該洗淨磨石按壓至該保持面；及 保持台旋轉設備，使該保持台以該保持面之中心為軸而旋轉， 該磨削裝置並具備： 裂隙檢測設備，從以該磨削設備磨削且被保持在該保持台上的晶圓之被磨削面側檢測產生於晶圓上之裂隙；及 控制部，於該裂隙檢測設備檢測出於晶圓上產生之裂隙時，使該洗淨設備洗淨該保持面且維持該保持面與該磨削面的平行度。
  2. 如請求項1的磨削裝置，其具備儲存前述裂隙檢測設備所檢測出之裂隙的位置的儲存部，前述控制部會令該洗淨設備洗淨該保持面之與該儲存部所儲存之裂隙的位置相當的位置。
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