TW202204089A - 研削裝置 - Google Patents

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TW202204089A
TW202204089A TW110126007A TW110126007A TW202204089A TW 202204089 A TW202204089 A TW 202204089A TW 110126007 A TW110126007 A TW 110126007A TW 110126007 A TW110126007 A TW 110126007A TW 202204089 A TW202204089 A TW 202204089A
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grinding
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holding
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齋藤大
現王園二郎
荒蒔創介
武石康行
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日商迪思科股份有限公司
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Abstract

[課題]辨識卡盤台的更換時期。[解決手段]使用研削裝置1，其具備：保持晶圓14之保持手段2、研削晶圓14之研削手段3、及測量保持面210的高度之保持面高度測量器51，且將晶圓14保持於與研削磨石340的下表面342呈平行的狀態之保持面210，並使用研削磨石340將晶圓14進行研削加工，再者，使用保持面高度測量器51測量新的卡盤台20的保持面210的高度，先使記憶部60記憶保持面210的高度，若下降至從記憶於記憶部60之保持面210的高度僅下降設定於距離設定部61之預定的距離72的高度，則藉由判斷部62判斷為卡盤台20的更換時期。

Description

研削裝置
本發明係關於一種研削裝置。
如同專利文獻1所揭露，使用研削磨石將保持於卡盤台之被加工物研削成預定的厚度之研削裝置，為了辨識被加工物的厚度，而具備：保持面高度測量器，其測量支撐多孔質構件之框體的上表面的高度以作為保持面的高度；上表面高度測量器，其測量保持於保持面之被加工物的上表面高度；以及算出部，其算出保持面高度測量器所測量到的高度與上表面高度測量器所測量到的高度之差。
並且，研削裝置如專利文獻2所揭露般，為了使研削磨石的下表面與保持晶圓之保持面呈平行，而進行使用研削磨石研削保持面之自磨。自磨除了在形成與研削磨石的下表面平行之保持面時實施以外，例如亦在為了使因研削屑從保持面進入多孔質構件內且殘留在多孔質構件內而降低之保持面的吸引力復活，而將殘留在多孔質構件內的研削屑去除時實施。 [習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2014-237210號公報 [專利文獻2]日本特開2018-094671號公報
[發明所欲解決的課題] 在研削裝置中，每當實施自磨時，保持面的高度會變低。若保持面的高度變得過低，則即便將研削磨石下降至使用研削進給手段能使其下降的極限高度位置，亦會變得無法使研削磨石接觸保持面。在此狀態下，因無法實施自磨，故產生更換卡盤台的必要。於是，研削裝置有辨識卡盤台的更換時期之課題。
[解決課題的技術手段] 本發明為一種研削裝置，其至少具備：已裝設將晶圓保持於保持面的卡盤台之保持手段、使用研削磨石研削晶圓之研削手段、及測量該保持面的高度之保持面高度測量器，且將晶圓保持於藉由該研削磨石進行研削而與該研削磨石的下表面呈平行的狀態之該保持面上，其中，該研削裝置具備：記憶部，其記憶使用該保持面高度測量器所測量之新的卡盤台的該保持面的高度；距離設定部，其設定預定的距離；以及判斷部，若該保持面的高度從記憶於該記憶部之該保持面的高度下降至設定於該距離設定部之預定的距離的高度，則判斷為該卡盤台的更換時期。 本發明為一種研削裝置，其至少具備：已裝設將晶圓保持於保持面的卡盤台之保持手段、使用研削磨石研削晶圓之研削手段、及測量該保持面的高度之保持面高度測量器，且將晶圓保持於藉由該研削磨石進行研削而與該研削磨石的下表面呈平行的狀態之該保持面上，其中，該保持手段具備：工作台底座，其具有支撐該卡盤台的下表面之支撐面，該研削裝置具備：設定部，其將從該支撐面往上預定的距離的高度設定為該卡盤台的使用極限高度；以及判斷部，若該保持面的高度下降至設定於該設定部之該使用極限高度，則判斷為該卡盤台的更換時期。
[發明功效] 根據本發明之研削裝置，因可自動地判斷卡盤台的更換時期，故可追求卡盤台的更換作業的效率化。
（研削裝置的構成） 圖1所示之研削裝置1係加工裝置，其使用研削手段3將保持於卡盤台20之晶圓14進行研削加工。以下，針對研削裝置1的構成予以說明。 如圖1所示，研削裝置1具備在Y軸方向延伸設置之底座10、及在底座10的+Y方向側豎立設置之柱體11。
在柱體11的-Y方向側的側面，配設有能升降地支撐研削手段3之研削進給手段4。研削手段3具備：主軸30，其例如具有Z軸方向的旋轉軸35；外殼31，其能旋轉地支撐主軸3；主軸馬達32，其以旋轉軸35為軸而將主軸30旋轉驅動；安裝件33，其與主軸30的下端連接；以及研削輪34，其能裝卸地裝設於安裝件33的下表面。
研削輪34具備：輪基台341與大致長方體狀的多個研削磨石340，所述多個研削磨石340環狀地排列在輪基台341的下表面。研削磨石340的下表面342係與晶圓14接觸之研削面。
藉由使用主軸馬達32使主軸30旋轉，而使與主軸30連接之安裝件33及裝設於安裝件33的下表面之研削輪34一體地旋轉。
研削進給手段4具備：滾珠螺桿40，其具有Z軸方向的旋轉軸45；一對導軌41，其相對於滾珠螺桿40平行地配設；Z軸馬達42，其以旋轉軸45為軸，使滾珠螺桿40旋轉；升降板43，其內部的螺帽與滾珠螺桿40螺合，側部與導軌41滑動接觸；以及保持座44，其與升降板43連結，支撐研削手段3。
若藉由Z軸馬達42驅動滾珠螺桿40，使滾珠螺桿40以旋轉軸45為軸而旋轉，則伴隨於此，升降板43被導軌41引導而在Z軸方向升降移動，且保持於保持座44之研削手段3的研削輪34在Z軸方向移動。
在底座10上，配設有保持晶圓14之保持手段2。 如圖2所示，保持手段2具備：工作台底座23與卡盤台20，所述卡盤台20能裝卸地裝設於工作台底座23上。工作台底座23的上表面係支撐卡盤台20的下表面224之支撐面230。
卡盤台20具備：具有多孔質構件之吸引部21與支撐吸引部21之框體22。吸引部21的上表面係保持晶圓14之保持面210，在新的卡盤台20中，框體22的上表面220被形成為與保持面210同一平面。 吸引部21與未圖示之吸引源連接。藉由使該吸引源運作，而將所產生之吸引力傳遞至保持面210。例如，在將晶圓14載置於保持面210之狀態下使該吸引源運作，藉此可將晶圓14吸引保持在保持面210。
在框體22的徑方向最外周側形成有往-Z方向凹入的凹部221，在凹部221設有貫通Z軸方向而形成的多個貫通孔222。並且，在工作台底座23的支撐面230，例如形成有與貫通孔222相同數量的螺孔231。 在將卡盤台20支撐於工作台底座23的支撐面230之狀態下，與螺孔231對應之螺絲24會從+Z方向側貫通貫通孔222並與螺孔231螺合，藉此成為將卡盤台20裝設於工作台底座23的構成。
並且，保持手段2具備未圖示之旋轉手段。藉由使該旋轉手段運作，而可使工作台底座23及裝設於工作台底座23之卡盤台20以平行於Z軸之旋轉軸25為軸而旋轉。
如圖1所示，在卡盤台20的周圍配設有蓋體27及蛇腹28，所述蛇腹28係伸縮自如地連結於蓋體27。例如，若保持手段2在Y軸方向移動，則蓋體27與保持手段2一同在Y軸方向移動而蛇腹28會伸縮。
研削裝置1具備：厚度測量手段5，其測量晶圓14的厚度。厚度測量手段5具備：上表面高度測量器50，其以非接觸方式測量晶圓14的上表面140的高度。上表面高度測量器50例如為雷射式的高度測量器，其朝向保持於卡盤台20的保持面210之晶圓14的上表面140投射雷射光線並測量反射光，藉此測量晶圓14的上表面140的高度。 此外，上表面高度測量器50亦可具備：測量頭，其與晶圓14的上表面接觸；及讀取部，其讀取測量頭的高度。
並且，厚度測量手段5具備：保持面高度測量器51，其測量保持面210的高度。如圖2所示，保持面高度測量器51為接觸式的高度測量器，其具備：測量頭510，其接觸卡盤台20的框體22的上表面220；及收納構件511，其收納測量頭510。測量頭510係以其一部分從收納構件511往-Z方向突出的狀態被收納於收納構件511。 測量頭510的-Z方向側的端部係與測量部分接觸的接觸部5100，測量頭510的+Z方向側的端部係用於讀取設於收納構件511之刻度的讀取部5101。 此外，讀取部亦可讀取測量頭510的高度。
藉由使保持面高度測量器51的測量頭510的接觸部5100接觸框體22的上表面220，讀取讀取部5101的高度位置，而可測量新的卡盤台20的保持面210的高度。 此外，保持面高度測量器51亦可以非接觸方式測量框體的上表面高度。
並且，在測量如圖3所示般之表面受到研削而整形成圓錐狀的卡盤台20的保持面210的高度時，使保持面高度測量器51的測量頭510的接觸部5100接觸框體22的上表面220，讀取讀取部5101的刻度，測量框體22的上表面220的高度，對所測量到之框體22的上表面220的高度加上適當的補正值，藉此可測量保持面210的高度。
圖1所示之厚度測量手段5具備：未圖示之厚度測量部，其具備CPU、記憶體等。在該厚度算出部中，計算藉由上表面高度測量器50所測量到之晶圓14的上表面140的高度與藉由保持面高度測量器51所測量到之保持面210的高度之差，藉此可算出晶圓14的厚度。
研削裝置1具備：記憶部60，其記憶圖2所示之新的卡盤台20的保持面210的高度。記憶部60具備記憶體、HDD等記憶裝置，可記憶藉由保持面高度測量器51所測量到之新的卡盤台20的保持面210的高度。
研削裝置1具備：距離設定部61，其設定預定的距離；以及判斷部62，其若保持面210下降至從記憶於記憶部60之保持面210的高度僅下降設定於距離設定部61之預定的距離的高度，則判斷為卡盤台20的更換時期。
（晶圓的研削加工） 在使用圖1所示之研削裝置1將晶圓14進行研削加工時，首先，將晶圓14載置於卡盤台20的保持面210。而後，使連接於卡盤台20之未圖示的吸引源運作，將所產生之吸引力傳遞至保持面210。藉此，將晶圓14吸引保持於保持面210。
在將晶圓14吸引保持於保持面210的狀態下，使用未圖示之Y軸移動手段等，使卡盤台20往+Y方向移動，定位於研削手段3的下方。 並且，使用未圖示之旋轉手段，以旋轉軸25為軸而使卡盤台20旋轉，使保持於保持面210之晶圓14旋轉，且使用主軸馬達32，以旋轉軸35為軸而使研削磨石340旋轉。
在晶圓14以旋轉軸25為軸而旋轉且研削磨石340以旋轉軸35為軸而旋轉的狀態下，使用研削進給手段4，使研削手段3往-Z方向下降。藉由使研削磨石340往-Z方向下降，而使研削磨石340的下表面342接觸晶圓14的上表面140。 在下表面342接觸晶圓14的上表面140之狀態下，進一步使研削磨石340往-Z方向逐漸下降，藉此研削晶圓14。
在晶圓14的研削加工中，使用厚度測量手段5，進行晶圓14的厚度的測量。具體而言，使用上表面高度測量器50測量晶圓14的上表面140的高度，且使用保持面高度測量器51測量保持面210的高度，並利用未圖示之厚度算出部，從晶圓14的上表面140的高度減去保持面210的高度，藉此測量晶圓14的厚度。 若晶圓14被研削至預定的厚度則結束研削加工，並使用研削進給手段4使研削手段3往+Z方向移動，在使研削磨石340離開晶圓14的上表面140後，將晶圓14從卡盤台20的保持面210搬出。
（自磨） 晶圓14的研削加工係在保持面210相對於研削磨石340的下表面342成為平行的狀態下進行，但新的卡盤台20係如圖2所示，其上表面被形成為平坦。於是，例如在將卡盤台更換為新的卡盤台後，應以保持面210相對於研削磨石340的下表面342成為平行之方式將保持面210進行整形，而進行卡盤台20的自磨。 並且，若因晶圓14的研削加工而產生之研削屑從保持面210進入吸引部21的內部並殘留在吸引部21的內部，則有傳遞至保持面210之吸引力降低之疑慮。於是，為了將殘留在吸引部21的內部之研削屑取出去除，而進行卡盤台20的自磨。在研削裝置1中，例如在將預定片數的晶圓14進行連續研削加工後，進行卡盤台20的自磨，藉此去除吸引部21的內部的研削屑。
在卡盤台20的自磨時，如圖3所示，以旋轉軸25為軸而使卡盤台20旋轉，且以旋轉軸35為軸而使研削磨石340旋轉。而後，在卡盤台20以旋轉軸25為軸而旋轉且研削磨石340以旋轉軸35為軸而旋轉的狀態下，使用研削進給手段4使研削磨石340往-Z方向下降。藉此，研削磨石340的下表面342接觸保持面210，研削保持面210與框體22的上表面220。 而後，將保持面210與框體22的上表面220形成為同一平面（同一面）。
（卡盤台的更換時期的判斷） 若使卡盤台20自磨，則保持面210的高度會每次逐漸變低，最終，保持面210的高度會到達即使使用研削進給手段4使研削磨石340下降亦無法使研削磨石340的下表面342接觸保持面210之極限高度。 於是，在卡盤台20的自磨中，使用保持面高度測量器51測量保持面210的高度，當卡盤台20的保持面210的高度到達極限高度便更換卡盤台20。 在研削裝置1中，在成為卡盤台20的更換時期時，藉由判斷部62進行此一判斷。以下，針對判斷成為卡盤台20的更換時期時之研削裝置1的動作進行說明。
首先，如圖2所示，預先使保持面高度測量器51的接觸部5100接觸新的卡盤台20的框體22的上表面220。此時，如圖所示，讀取部5101被定位於與新的卡盤台20的保持面210的高度對應之原點高度70，將原點高度70作為與新的卡盤台20的保持面210的高度對應之高度而被記憶於記憶部60。再者，在距離設定部61中設定預定的距離72。於此，從原點高度70僅下降預定的距離72的高度係極限高度71，所述極限高度71係與卡盤台20的保持面210被定位於應更換之高度時的保持面210的高度對應。
如同圖3所示，若使卡盤台20自磨，則保持面210的高度逐漸下降。例如，經過多次的自磨，如圖4所示，卡盤台20成為相應地被磨損的狀態。
在此狀態下，使保持面高度測量器51的接觸部5100接觸保持面210，讀取讀取部5101的高度。在圖4中，讀取部5101被定位於極限高度71亦即從記憶於記憶部60之原點高度70僅下降預定的距離72的高度。於此，在讀取部5101的高度成為極限高度71時，視為卡盤台20的保持面210被定位於應更換的高度，藉由判斷部62判斷為卡盤台20的更換時期。
在研削裝置1中，因可自動地判斷卡盤台20的更換時期，故可追求卡盤台20的更換作業的效率化。 並且，例如於判斷部62連接未圖示之通知手段等，在保持面210即將被定位於極限高度71前，將保持面210的高度接近極限高度71一事通知操作者等，藉由設置如此的機制，可追求作為卡盤台20的更換作業的準備作業之卡盤台20的庫存確認作業、購入安排作業等的流暢化。
如圖5所示，研削裝置1亦可為具備設定部80以取代距離設定部61且具備第二判斷部81以取代判斷部62之構成。 設定部80具有將從支撐面230僅往上預定的距離的高度設定作為卡盤台20的使用極限高度之功能。並且，第二判斷部81具有若藉由保持面高度測量器51所測量到之保持面210的高度下降至設定於設定部80之使用極限高度，則判斷為卡盤台的更換時期之功能。
在此構成中，如下述般判斷卡盤台20的更換時期。 首先，如圖5所示，在工作台底座23的支撐面230未裝設卡盤台20的狀態下，在工作台底座23的支撐面230載置具有預定的距離821的高度之塊規82。
然後，在將塊規82載置於工作台底座23的支撐面230的狀態下，使保持面高度測量器51的接觸部5100接觸塊規82的上表面820。此時，讀取部5101如同圖示，被定位於從支撐面230僅往上預定的距離821的高度亦即與卡盤台20的使用極限高度822對應之第二極限高度91，第二極限高度91被設定部80設定。
於圖6表示自磨中的卡盤台20。在圖6中，保持面高度測量器51的讀取部5101被定位於較第二極限高度91更上方的中途的高度92。因此，還不是卡盤台20的更換時期。
於圖7表示藉由自磨而使保持面210的高度進一步變低之卡盤台20。在圖7中，保持面高度測量器51的讀取部5101被定位於第二極限高度91。因此，保持面210的高度下降至使用極限高度822，並藉由第二判斷部81而判斷為卡盤台20的更換時期。 此外，亦可取代保持面高度測量器51，使用上表面高度測量器50，直接測量未保持晶圓之保持面210的高度，判斷卡盤台20的更換時期。
在此構成中，亦可自動地判斷卡盤台20的更換時期，故可追求卡盤台20的更換作業的效率化。
1:研削裝置 10:底座 2:保持手段 20:卡盤台 21:吸引部 210:保持面 22:框體 220:框體上表面 221:凹部 222:貫通孔 224:下表面 23:工作台底座 230:支撐面 231:螺孔 24:螺絲 25:旋轉軸 27:蓋體 28:蛇腹 3:研削手段 30:主軸 31:外殼 32:主軸馬達 33:安裝件 34:研削輪 340:研削磨石 341:輪基台 342:下表面 35:旋轉軸 4:研削進給手段 40:滾珠螺桿 41:導軌 42:Z軸馬達 43:升降板 44:保持座 45:旋轉軸 5:厚度測量手段 50:上表面高度測量器 51:保持面高度測量器 510:測量頭 5100:接觸部 5101:讀取部 511:收納構件 60:記憶部 61:距離設定部 62:判斷部 70:原點高度（記憶於記憶部之高度） 72:預定的距離 71:極限高度（從記憶於記憶部之高度下降預定的距離的高度） 80:設定部 81:第二判斷部 82:塊規 820:上表面 821:預定的距離 822:使用極限高度 90:第二原點高度 91:第二極限高度 92:中途的高度
圖1係表示研削裝置全體之立體圖。 圖2係新的卡盤台之剖面圖。 圖3係表示自磨的卡盤台之剖面圖。 圖4係表示處於更換時期的卡盤台之剖面圖。 圖5係表示測量載置於工作台底座之塊規的上表面的高度的狀況之剖面圖。 圖6係表示自磨的卡盤台之剖面圖。 圖7係表示處於更換時期的卡盤台之剖面圖。
2:保持手段
20:卡盤台
21:吸引部
210:保持面
22:框體
220:框體上表面
221:凹部
222:貫通孔
224:下表面
23:工作台底座
230:支撐面
231:螺孔
24:螺絲
25:旋轉軸
3:研削手段
30:主軸
33:安裝件
34:研削輪
340:研削磨石
341:輪基台
342:下表面
35:旋轉軸
4:研削進給手段
51:保持面高度測量器
510:測量頭
5100:接觸部
5101:讀取部
511:收納構件
60:記憶部
61:距離設定部
62:判斷部
70:原點高度(記憶於記憶部之高度)
71:極限高度(從記憶於記憶部之高度下降預定的距離的高度)
72:預定的距離

Claims (2)

  1. 一種研削裝置，其至少具備：已裝設將晶圓保持於保持面的卡盤台之保持手段、使用研削磨石研削晶圓之研削手段、及測量該保持面的高度之保持面高度測量器，且將晶圓保持於藉由該研削磨石進行研削而與該研削磨石的下表面呈平行的狀態之該保持面上， 其中，該研削裝置具備： 記憶部，其記憶使用該保持面高度測量器所測量之新的卡盤台的該保持面的高度； 距離設定部，其設定預定的距離；以及 判斷部，若該保持面的高度從記憶於該記憶部之該保持面的高度下降至設定於該距離設定部之預定的距離的高度，則判斷為該卡盤台的更換時期。
  2. 一種研削裝置，其至少具備：已裝設將晶圓保持於保持面的卡盤台之保持手段、使用研削磨石研削晶圓之研削手段、及測量該保持面的高度之保持面高度測量器，且將晶圓保持於藉由該研削磨石進行研削而與該研削磨石的下表面呈平行的狀態之該保持面上， 其中，該保持手段具備：工作台底座，其具有支撐該卡盤台的下表面之支撐面， 該研削裝置具備： 設定部，其將從該支撐面往上預定的距離的高度設定為該卡盤台的使用極限高度；以及 判斷部，若該保持面的高度下降至設定於該設定部之該使用極限高度，則判斷為該卡盤台的更換時期。
TW110126007A 2020-07-20 2021-07-15 研削裝置 TW202204089A (zh)

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