TW202341324A - 去疵層形成裝置及加工裝置 - Google Patents

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田篠文照
青木昌史
邱曉明
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日商迪思科股份有限公司
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Abstract

[課題]在短時間內效率良好地在經磨削之晶圓的背面形成去疵層。 [解決手段]一種去疵層形成裝置，包含：旋轉工作台，具有吸引保持晶圓之旋轉保持面、與配置在該旋轉保持面的徑方向外側之環狀的載置面；圓環部，載置於載置面並圍繞晶圓而形成水槽；移動機構，使該圓環部載置於載置面或遠離載置面；磨粒噴嘴，將游離磨粒投入水槽；水噴嘴，將水供給至水槽而使晶圓淹沒於水中；超音波喇叭，使超音波振動傳播至游離磨粒；及水平移動機構，使該超音波喇叭與旋轉工作台在平行於旋轉保持面的方向上相對地移動。

Description

去疵層形成裝置及加工裝置
本發明是有關於一種在晶圓的背面形成去疵(gettering)層之去疵層形成裝置、及具備此去疵層形成裝置之加工裝置。
由於對於各種電子機器越來越要求小型/薄型化，所以使用於這些電子機器之半導體器件也存在被小型/薄型化之傾向。亦即，在半導體器件的製造製程中，圓板狀的半導體晶圓(以下，簡稱為「晶圓」)的正面會被配置排列成格子狀之複數條稱為切割道(street)之切斷預定線區劃成多數個矩形區域，且在各個矩形區域分別形成有IC或LSI等的器件。藉由將像這樣形成有多數個器件之晶圓沿著切割道來切斷，可形成複數個半導體晶片。
並且，為了謀求一個個的半導體晶片的小型化與薄型化，通常會在沿著切割道來切斷晶圓之前，對該晶圓的背面(和形成有器件之面為相反側之面)進行磨削來形成為預定的厚度。此晶圓的磨削是藉由將高速旋轉之磨石推抵於晶圓的背面來進行，但在晶圓的背面會因為此磨削而形成由1μm左右的微裂隙所構成之加工應變層，特別是在將晶圓磨削至100μm以下的厚度的情況下，會產生該晶圓的抗折強度降低之問題。
於是，已作成對已被磨削之晶圓的背面施行研磨或蝕刻等來去除加工應變。
順帶一提，當在磨削晶圓的背面後對該背面施行研磨或蝕刻等來去除加工應變層時，會產生喪失去疵效果之問題。在此，去疵效果是指在晶圓的內部或背面形成去疵位置(gettering site)(結晶缺陷、應變等)，並將引起金屬污染之不純物(重金屬雜質等)捕獲/固著到此去疵位置之效果。
於是，在專利文獻1中已提出有一種晶圓之加工方法，前述晶圓之加工方法是以如下方式進行：使已投入到水槽內的水中之游離磨粒進行超音波振動，並將晶圓設成其背面朝下來淹沒於水槽內的水中，使進行超音波振動之游離磨粒衝撞於晶圓的背面而在該背面形成去疵層。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2006-303223號公報
發明欲解決之課題
然而，在專利文獻1中所提出之方法中，因為游離磨粒並非始終接觸於晶圓的背面，所以有在去疵層的形成上需要長時間之問題。
據此，本發明之目的是有鑒於上述問題而作成，其目的在於提供一種可以在短時間內效率良好地在經磨削之晶圓的背面形成去疵層之去疵層形成裝置及加工裝置。 用以解決課題之手段
根據本發明的一個層面，可提供一種去疵層形成裝置，是在晶圓的背面形成去疵層，前述去疵層形成裝置具備：保持工作台，具有吸引保持晶圓的正面側之保持面、與配置於該保持面的徑方向外側之環狀的載置面；圓環部，載置於該載置面並且圍繞已保持在該保持面之晶圓而形成水槽；移動機構，使該圓環部載置於該載置面或遠離該載置面；磨粒投入部，將游離磨粒投入該水槽；水噴嘴，將水供給至該水槽而使晶圓淹沒於水中；超音波喇叭，使超音波振動傳播至該游離磨粒；及水平移動機構，使該超音波喇叭與該保持工作台在平行於該保持面的方向上相對地移動， 以已被該超音波喇叭傳播超音波振動之該游離磨粒，在已保持在該保持面且淹沒於水中之晶圓的背面形成去疵層。
根據本發明的其他的層面，可提供一種加工裝置，是對晶圓的背面進行加工，前述加工裝置具備：工作夾台，具有保持晶圓的正面側之夾頭保持面、與配置在該夾頭保持面的徑方向外側之環狀的載置面；加工機構，對已保持在該工作夾台之晶圓進行加工；及去疵層形成裝置，在晶圓的背面形成去疵層， 該去疵層形成裝置包含：圓環部，載置於該載置面並圍繞已保持在該夾頭保持面之晶圓而形成水槽；磨粒投入部，將游離磨粒投入該水槽；水噴嘴，將水供給至該水槽而使晶圓淹沒於水中；超音波喇叭，使超音波振動傳播至該游離磨粒；及水平移動機構，使該超音波喇叭與該工作夾台在平行於該夾頭保持面的方向上相對地移動， 以已被該超音波喇叭傳播超音波振動之該游離磨粒，在已保持在該夾頭保持面且淹沒於水中之晶圓的背面形成去疵層。
根據本發明的另外的其他的層面，可提供一種加工裝置，是對晶圓的背面進行加工，前述加工裝置具備：工作夾台，以夾頭保持面保持晶圓的正面側；加工機構，對已保持在該夾頭保持面之晶圓的背面進行加工；旋轉洗淨機構，洗淨晶圓；搬送機構，將晶圓從該工作夾台往該旋轉洗淨機構搬送；及去疵層形成裝置，在晶圓的背面形成去疵層， 該旋轉洗淨機構包含：旋轉工作台，具有保持晶圓的正面側之旋轉保持面、與配置在該旋轉保持面的徑方向外側之環狀的載置面；洗淨噴嘴，對已保持在該旋轉保持面之晶圓的背面噴射洗淨液；旋轉機構，使該旋轉工作台以該旋轉保持面的中心為軸來旋轉；及去疵層形成裝置，在晶圓的背面形成去疵層， 該去疵層形成裝置包含：圓環部，載置於該載置面並圍繞已保持在該旋轉保持面之晶圓而形成水槽；磨粒投入部，將游離磨粒投入該水槽；及超音波喇叭，使超音波振動傳播至該游離磨粒， 在從該洗淨噴嘴將水供給至該水槽而使已保持在該旋轉保持面之晶圓淹沒於水中的狀態下，使該旋轉工作台旋轉，以已被該超音波喇叭傳播超音波振動之該游離磨粒，在已保持在該旋轉保持面且淹沒於水中之晶圓的背面形成去疵層。 發明效果
根據本發明，可藉由從超音波喇叭將超音波振動傳播到包含在水槽內的水中之游離磨粒，使該游離磨粒進行超音波振動來對晶圓的背面做出微細的無數個傷痕，而在該晶圓的背面形成去疵層，因為包含在水槽內的水中之游離磨粒是以始終載置於晶圓的背面的狀態進行超音波振動，而可藉由朝橫向方向與斜向方向移動之游離磨粒在晶圓的背面形成呈十字形交叉之微細的刻劃傷痕，所以可在短時間內效率良好地形成用於將引起金屬污染之不純物(重金屬雜質等)捕獲/固著到去疵位置之去疵層。
用以實施發明之形態
以下，依據附加圖式來說明本發明的實施形態。
[晶圓之磨削裝置] 以下，依據圖1來說明作為本發明之加工裝置的一個形態之晶圓的磨削裝置的整體構成。
圖1所示之磨削裝置1是對被加工物即圓板狀的晶圓100的背面(在圖1中為上表面)進行磨削加工之裝置，且具備有以下的構成要素。
亦即，磨削裝置1具備有工作夾台10、磨削機構30、旋轉洗淨機構50、搬送機構60與去疵層形成裝置70來作為主要的構成要素，前述工作夾台10以夾頭保持面11來保持晶圓100的正面(在圖1中是下表面)側，前述磨削機構30對已保持在夾頭保持面11之晶圓100的背面進行磨削，前述旋轉洗淨機構50對晶圓100進行洗淨，前述搬送機構60會搬送晶圓100，前述去疵層形成裝置70在晶圓100的背面形成去疵層。再者，本發明之去疵層形成裝置70是一體地設置於旋轉洗淨機構50，關於其構成的詳細內容將於後文描述。
在此，晶圓100是以單晶之矽母材來構成，且在於圖1所示之狀態下朝向下方之正面形成有複數個未圖示的器件，且這些器件已受到貼附於晶圓100的正面之未圖示的保護膠帶保護。並且，晶圓100是其正面(在圖1中為下表面)被吸引保持於工作夾台10的夾頭保持面11，且背面(在圖1中為上表面)被磨削機構30磨削加工。
其次，針對磨削裝置1的主要的構成要素即工作夾台10、磨削機構30、旋轉洗淨機構50、搬送機構60以及去疵層形成裝置70的構成各自進行說明。
(工作夾台) 工作夾台10是圓板狀的構件，且於其中央部組入有以多孔質的陶瓷等所構成之圓板狀的多孔構件12。並且，此工作夾台10的上表面的夾頭保持面11以外的外周面構成有圓環狀的載置面13。在此，多孔構件12是構成其上表面吸引保持圓板狀的晶圓100之夾頭保持面11。
工作夾台10雖然可以藉由設置於其下方之包含驅動源即未圖示的電動馬達之旋轉機構14而以繞著軸中心的方式以預定的速度被旋轉驅動，但會藉由設置於其下方之水平移動機構20而在Y軸方向(前後方向)上往返移動。在此，水平移動機構20是如以下地構成。
亦即，如圖1所示，水平移動機構20是使工作夾台10在相對於夾頭保持面11水平的方向(Y軸方向)上往返移動之機構，且配置在矩形塊狀的內部基座3上，前述內部基座3是容置於在Y軸方向(前後方向)上較長之矩形箱狀的基台2內。在此，在內部基座3上配置有滑件21，此滑件21可沿著沿Y軸方向(前後方向)互相平行地配置之左右一對的導軌22而沿著Y軸方向滑動。從而，已支撐於此滑件21之工作夾台10與包含電動馬達等的旋轉機構14可和滑件21一起沿著Y軸方向滑動。
並且，在內部基座3上的左右一對的導軌22之間，配設有在Y軸方向(前後方向)上延伸之可旋轉的滾珠螺桿軸23，該滾珠螺桿軸23的Y軸方向一端(圖1的左端)是連結於驅動源即可正逆轉之電動馬達24。又，滾珠螺桿軸23的Y軸方向另一端(圖1的右端)是藉由豎立設置在內部基座3上之軸承25而可旋轉地被支撐。並且，在此滾珠螺桿軸23螺合有從滑件21朝向下方突出設置之未圖示的螺帽構件。
從而，當使電動馬達24正逆轉而使滾珠螺桿軸23正逆轉時，因為螺合於此滾珠螺桿軸23之未圖示的螺帽構件會和滑件21一起沿著滾珠螺桿軸23在Y軸方向(前後方向)上滑動，所以工作夾台10也會和此滑件21一起沿著Y軸方向一體地移動。其結果，已吸引保持在工作夾台10的夾頭保持面11之晶圓100也會沿著Y軸方向移動。再者，電動馬達24已電連接於未圖示的控制部，而可藉由控制部來控制其驅動。
在此，在本實施形態之磨削裝置1中，如圖1所示，在基台2的上表面開口有在Y軸方向上較長之矩形的開口部4，且工作夾台10是面對此開口部4。並且，開口部4的工作夾台10的周圍被矩形板狀的罩蓋5所覆蓋，開口部4的罩蓋5的前後(-Y軸方向與+Y軸方向)的部分分別被和罩蓋5一起移動而伸縮之蛇腹狀的伸縮罩蓋6、7所覆蓋。從而，無論工作夾台10在Y軸上的哪個位置，因為開口部4始終都被罩蓋5與伸縮罩蓋6、7封蓋，所以可確實地防止異物從開口部4往基台2內的侵入。
(磨削機構) 如圖1所示，磨削機構30具備有：支持器31，上方開口；主軸馬達32，為以縱向放置狀態固定於該支持器31之旋轉驅動源；主軸33，被該主軸馬達32旋轉驅動；圓板狀的安裝座34，安裝於該主軸33的下端；及磨削輪35，可裝卸地裝設於該安裝座34的下表面。在此，磨削輪35是藉由圓板狀的基台351、與呈圓環狀地安裝於該基台351下表面之加工具即複數個磨石352所構成。再者，磨石352是用於磨削晶圓100之加工具，其下表面構成有接觸於晶圓100之磨削面。再者，主軸馬達32已電連接於未圖示之控制部，而可藉由控制部來控制其驅動。
順帶一提，磨削機構30可以藉由垂直移動機構40而沿著相對於工作夾台10的夾頭保持面11垂直的方向(Z軸方向)升降移動，且此垂直移動機構40是如圖1所示地配置在垂直地豎立設置於基台2的上表面之+Y軸方向端部(後端部)上之矩形箱狀的支柱8的-Y軸方向端面(前表面)。此垂直移動機構40是使已安裝在支持器31的背面之矩形板狀的升降板41，和支持器31以及保持在該支持器31之主軸馬達32或磨削輪35等一起沿著左右一對的導軌42在Z軸方向上升降移動之機構。在此，左右一對的導軌42是垂直且互相平行地配設在支柱8的前表面。
又，在左右一對的導軌42之間，沿著Z軸方向(上下方向)垂直地豎立設置有可旋轉的滾珠螺桿軸43，且該滾珠螺桿軸43的上端已連結於驅動源即可正逆轉的電動馬達44。在此，電動馬達44是透過安裝於支柱8的上表面之矩形板狀的托架45而以縱向放置狀態安裝。又，滾珠螺桿軸43的下端是以可旋轉的方式被支柱8支撐，在此滾珠螺桿軸43螺合有朝向後方(+Y軸方向)呈水平地突出設置在升降板41的背面之未圖示的螺帽構件。
從而，只要驅動電動馬達44使滾珠螺桿軸43正逆轉，安裝有螺合於此滾珠螺桿軸43之未圖示的螺帽構件之升降板41即和磨削機構30一起沿著Z軸方向上下移動。再者，如圖1所示，在基台2上的工作夾台10的附近配設有測定磨削加工中的晶圓100的厚度之厚度測定器26。又，電動馬達44已電連接於未圖示之控制部，而可藉由控制部來控制其驅動。
(旋轉洗淨機構) 旋轉洗淨機構50是對已結束背面的磨削且在該背面藉由去疵層形成裝置70而形成有去疵層之晶圓100的背面進行洗淨之機構，且具備有旋轉工作台51與洗淨噴嘴52，前述旋轉工作台51將磨削加工後之晶圓100保持並旋轉，前述洗淨噴嘴52朝向晶圓100的背面噴射洗淨液。
(搬送機構) 搬送機構60具備有搬出搬入機器人61、第1搬送臂62以及第2搬送臂63。在此，搬出搬入機器人61是實現以下功能之構成：從收納磨削加工前的複數個晶圓100之片匣101取出1片晶圓100，並將此晶圓100搬送至對位工作台102，並且將已藉由旋轉洗淨機構50洗淨背面之晶圓100搬送至片匣103且收納於該片匣103內。
又，第1搬送臂62是實現以下功能之構成：保持已在對位工作台102進行對位之磨削加工前的晶圓100，並將此晶圓100搬送至工作夾台10，且第2搬送臂63是實現以下功能之構成：保持磨削加工後的晶圓100，並將此晶圓100從工作夾台10搬送至旋轉洗淨機構50的旋轉工作台51。
(去疵層形成裝置) 本發明之去疵層形成裝置70是如前述地一體地設置於旋轉洗淨機構50之構成，以下依據圖2來說明其構成的詳細內容。圖2所示之去疵層形成裝置70是在晶圓100的背面形成去疵層之裝置，並具備有：設置在旋轉洗淨機構50之前述旋轉工作台51、圓環部71、使該圓環部71上下移動之移動機構72、構成將游離磨粒投入到由圓環部71與晶圓100所形成之水槽73(參照圖3~圖7)的磨粒投入部之磨粒噴嘴74、將水供給至水槽73之水噴嘴(在晶圓100的洗淨時是作為洗淨噴嘴來使用)52、使超音波振動傳播至水槽73內之游離磨粒的超音波喇叭75、與使磨粒噴嘴74與水噴嘴52相對於旋轉工作台51的旋轉保持面511相對地水平旋繞之水平移動機構(後述之旋繞機構83(參照圖5))。
前述旋轉工作台51在其上表面的圓形的旋轉保持面511的周圍形成有圓環狀的載置面512，且安裝在從配置在其下方之旋轉機構76朝垂直上方延伸之旋轉軸77的上端。再者，在旋轉機構76的下端連結有旋轉接頭78。又，旋轉機構76已電連接於未圖示之控制部，而可藉由控制部來控制其驅動。
前述圓環部71是可載置在旋轉工作台51的旋轉載置面512上之大小的環形構件，且在其下表面安裝有作為密封構件之圓環狀的彈性襯墊79。使此圓環部71上下移動之前述移動機構72是以氣缸等所構成，且從朝垂直上方延伸之可上下移動的2支桿件721的上端水平地延伸有臂80。並且，在此臂80的前端，以可水平旋轉的方式支撐有圓環部71。具體而言，於圓環部71安裝有門型的支撐框81，且此支撐框81的水平部的長邊方向中央部已透過通用接頭82而支撐在臂80的前端。從而，圓環部71可相對於臂80以通用接頭82作為中心來旋轉。再者，通用接頭82位於旋轉工作台51的旋轉保持面511的中心。又，亦可使用旋轉接頭等來取代通用接頭82。
前述水噴嘴52與磨粒噴嘴74各自具備有：垂直部521、741，垂直地豎立；水平部522、742，從該垂直部521、741的上端直角地彎曲並水平地延伸；及垂直部523、743，從該水平部522、742的前端直角地彎曲並往下方延伸，各垂直部523、743的端部各自朝向下方開口。並且，此等水噴嘴52與磨粒噴嘴74可以藉由圖5所示之旋繞機構83而以各垂直部521、741為中心來水平地旋繞。再者，旋繞機構83是構成前述水平移動機構。
又，前述超音波喇叭75是安裝於支撐臂85的前端，支撐臂85具備有：垂直部851，垂直地豎立；水平部852，從該垂直部851的上端直角地彎曲而水平地延伸；及垂直部853，從該水平部852的前端朝向下方直角地彎曲，且在垂直部853的下端安裝有細長之矩形塊狀的超音波喇叭75。並且，支撐臂85與超音波喇叭75可以藉由圖7所示之升降機構86而上下移動，並且可以藉由旋繞機構87而以支撐臂85的垂直部851作為中心來水平地旋繞。
在此，如圖8所示，超音波喇叭75的長度L是設定為晶圓100的半徑r以上且直徑D以下(r≦L≦D)。再者，在超音波喇叭75連接有未圖示之超音波振盪器。
順帶一提，旋轉工作台51或水噴嘴52、磨粒噴嘴74、超音波喇叭75等，是容置在上方開口之多筒狀的罩殼88的內部，且在該罩殼88的內側以可上下移動的方式配置有有底多角筒狀的罩蓋89。並且，從罩蓋89的上端緣的一部分呈水平地突出設置有矩形板狀的托架90，在此托架90連結有從氣缸等升降機構91朝垂直上方延伸之2支桿件911(參照圖10)。從而，罩蓋89可以藉由升降機構91而上下移動。再者，在圖2所示之狀態下，罩蓋89是位於下限而處於打開狀態。
[磨削裝置的作用] 接著，說明使用如以上地構成之磨削裝置1來實施之晶圓100之磨削方法、及在經磨削之晶圓100的背面形成去疵層之方法。
在本實施形態之磨削裝置1中，是依序經過晶圓保持步驟、磨削步驟、去疵層形成步驟以及洗淨步驟之4個步驟來對晶圓100進行磨削加工與去疵層的形成。以下，針對各步驟分別作說明。
(保持步驟) 保持步驟是使晶圓100吸引保持在工作夾台10的夾頭保持面11之步驟，在此保持步驟中，是藉由圖1所示之搬出搬入機器人61來從片匣101將1片晶圓100取出並載置到對位工作台102上。如此一來，即可藉由對位工作台102進行晶圓100的對位，且經對位之晶圓100以被第1搬送臂62保持的狀態來搬送至工作夾台10。
在工作夾台10中，晶圓100是將其背面(磨削加工面)設成朝上來載置在夾頭保持面11之上，若從此狀態驅動真空泵等之未圖示的吸引源來吸引多孔構件12內的空氣，因為會在多孔構件12內產生負壓，所以晶圓100會被此負壓吸住而被吸引保持在工作夾台10的夾頭保持面11。
(磨削步驟) 磨削步驟是藉由圖1所示之磨削機構30對在前述保持步驟中已吸引保持在工作夾台10的夾頭保持面11之晶圓100進行磨削加工之步驟，在此磨削步驟中，是藉由圖1所示之水平移動機構20將工作夾台10與已吸引保持在此工作夾台10之晶圓100往磨削機構30的磨削輪35的下方移動來定位。
亦即，當啟動水平移動機構20的電動馬達24而使滾珠螺桿軸23旋轉時，因為安裝有螺合於此滾珠螺桿軸23之未圖示的螺帽構件之滑件21會和工作夾台10等一起沿著左右一對的導軌22朝+Y軸方向滑動，所以可將已保持在工作夾台10的夾頭保持面11之晶圓100定位到磨削機構30的磨削輪35的下方。再者，此時，以磨削磨石352的下表面(加工面)通過晶圓100的中心的方式來調整兩者的水平位置關係。
又，驅動圖1所示之旋轉機構14來使工作夾台10旋轉，而使已保持在該工作夾台10的夾頭保持面11之晶圓100以預定的旋轉速度朝圖1的箭頭方向(逆時針方向)旋轉。並且，同時地驅動磨削機構30的主軸馬達32來讓磨削輪35以預定的旋轉速度朝圖1的箭頭方向(逆時針方向)旋轉。
如上述，在晶圓100與磨削輪35為旋轉中的狀態下，驅動垂直移動機構40使磨削輪35朝-Z軸方向下降。亦即，當驅動電動馬達44來使滾珠螺桿軸43旋轉時，設置有螺合於此滾珠螺桿軸43之未圖示的螺帽構件之升降板41會和主軸馬達32或磨削輪35等一起朝-Z軸方向下降。如此一來，磨削輪35的磨石352的下表面(加工面)會接觸於晶圓100的上表面(背面)。如此，若從磨石352的下表面已接觸於晶圓100的上表面的狀態起，進一步使磨削輪35朝-Z軸方向下降預定量，晶圓100的上表面(背面)即被磨石352磨削預定量。再者，磨削中的晶圓100的厚度可藉由厚度測定器26來測定，並將其測定結果發送至未圖示之控制部。
(去疵層形成步驟) 去疵層形成步驟是在先前步驟即磨削步驟中經磨削之晶圓100的背面形成去疵層之步驟，且在此去疵層的形成時，是在去疵層形成裝置70的圓環部71如圖2所示地在旋轉工作台51的上方待機中的狀態下，將已結束磨削之晶圓100藉由圖1所示之第2搬送臂63來保持，並從工作夾台10搬送到旋轉洗淨機構50的旋轉工作台51。並且，已搬送至旋轉工作台51之晶圓100，會被吸引保持在旋轉工作台51的旋轉保持面511上。
當從上述狀態驅動移動機構72來使2支桿件721下降時，從這些桿件721的上端水平地延伸之臂80與支撐在該臂80的前端之圓環部71也會下降，且如圖3所示，可將圓環部71載置到已形成在旋轉工作台51的上表面外周部之載置面512(參照圖2)上。如此，當將圓環部71載置在旋轉工作台51的載置面512上時，已吸引保持在旋轉工作台51的旋轉保持面511上之晶圓100的周圍即被圓環部71圍繞，而在圓環部71與晶圓100之間形成水槽73。此時，可藉由安裝在圓環部71的下表面之彈性襯墊79的密封作用，而在圓環部71與旋轉工作台51的載置面512之間確保有較高的密封性。又，水槽73的底面是藉由晶圓100來形成。
再者，在上述狀態下，水噴嘴52與磨粒噴嘴74以及超音波喇叭75是如圖3所示地在待機位置(起始位置(home position))上待機中。
如上述，當在旋轉工作台51上藉由圓環部71與晶圓100形成水槽73後，即驅動圖5所示之旋繞機構83，讓如圖3所示地在待機位置待機中的水噴嘴52與磨粒噴嘴74的各水平部522、742(參照圖2)以各垂直部521、741(參照圖2)作為中心而朝圖4的箭頭方向旋繞，讓這些水噴嘴52與磨粒噴嘴74的各垂直部523、743(參照圖2)的開口部各自在水槽73的上方開口。然後，在此狀態下，分別從水噴嘴52供給水、從磨粒噴嘴74供給游離磨粒到水槽73內，水槽73即如圖5所示地被包含游離磨粒之水充滿，且已保持在旋轉工作台51的旋轉保持面511上之晶圓100會淹沒於水槽73內的水中。
其次，再次驅動圖5所示之旋繞機構83，使水噴嘴52與磨粒噴嘴74在水平方向上旋繞，而使其等如圖6所示地退避至待機位置，並且驅動圖7所示之旋繞機構87。如此一來，支撐超音波喇叭75之支撐臂85的水平部852會以垂直部851(參照圖2)作為中心而朝圖6的箭頭方向水平旋繞，使已在圖6以虛線顯示之待機位置待機中之超音波喇叭75如圖6以實線所示地移動至晶圓100的上方。
從上述狀態驅動圖7所示之升降機構86來使支撐臂85及已支撐於此支撐臂85之超音波喇叭75下降，且如圖7所示地使該超音波喇叭75浸漬於水槽73內的水。此時，如圖8所示，超音波喇叭75是從晶圓100的中心涵蓋到外周端而延伸。
其次，驅動圖6所示之旋轉機構76而一邊使旋轉工作台51與已吸引保持在此旋轉工作台51之晶圓100朝圖8所示之箭頭方向(逆時針方向)以低速度來旋轉，一邊從超音波喇叭75使超音波振動傳播至包含於水槽73內的水中之游離磨粒。如此一來，游離磨粒會進行超音波振動而對晶圓100的背面做出微細的無數個傷痕，藉此，即可在該晶圓100的背面形成去疵層。特別是，在本實施形態中，因為是以包含於深度較淺的水中之游離磨粒始終載置於晶圓100的背面之狀態來進行超音波振動，且可藉由朝橫向方向與斜向方向移動之游離磨粒在晶圓100的背面形成呈十字形交叉之微細的刻劃傷痕，所以可在短時間內效率良好地形成用於將引起金屬污染之不純物(重金屬雜質等)捕獲/固著到去疵位置之去疵層。
並且，在本實施形態中，如圖8所示，因為超音波喇叭75的長度L是設定為晶圓100的半徑r以上且直徑D以下(r≦L≦D)，所以當旋轉工作台51與已保持在此旋轉工作台51之晶圓100朝圖8的箭頭方向旋轉時，可涵蓋晶圓100的背面整體均勻地形成去疵層。再者，在本實施形態中，雖然使用了細長的矩形塊狀的超音波喇叭75，但如圖9所示，藉由使用較小的圓形的超音波喇叭75’，且使此超音波喇叭75’在從晶圓100的中心到外周端的範圍在徑方向(圖示箭頭方向)上往返移動，仍然可以涵蓋晶圓100的背面整體來均勻地形成去疵層。
當經過以上的步驟而在晶圓100的背面形成去疵層後，會驅動圖7所示之升降機構86使超音波喇叭75上升到預定的高度，並且驅動旋繞機構87使超音波喇叭75水平旋繞，讓此超音波喇叭75退避至圖10所示之待機位置。又，驅動移動機構72使圓環部71上升，並讓此圓環部71退避至圖10所示之待機位置。此外，驅動升降機構91使罩蓋89上升，而藉由罩蓋89覆蓋旋轉工作台51的周圍。
順帶一提，當如上述地使圓環部71上升而使此圓環部71從旋轉工作台51的載置面512(參照圖2)脫離後，游離磨粒會和水一起從旋轉工作台51的外周緣流下，而成為將此流下之游離磨粒白白地廢棄之情形。
於是，期望的是回收從旋轉工作台51的外周緣流下之游離磨粒並再利用，於圖11顯示為此目的之磨粒回收系統。
亦即，如圖11所示，在旋轉工作台51的下方配置有圓環狀的承接構件92，在此承接構件92形成有上方開口之圓環狀的回收溝93。又，在此承接構件92的回收溝93的一部分開口有排出孔94，此排出孔94與磨粒噴嘴74是藉由回收線路95而連接。並且，在回收線路95連接有泵96。
在如以上地構成之磨粒回收系統中，因為對晶圓100的背面之去疵層的形成已結束，並且圓環部71被舉起，所以從旋轉工作台51的外周緣和水一起流下之游離磨粒會落下至承接構件92的回收溝93而被回收。並且，已和水一起被回收溝93回收之游離磨粒會藉由泵96而經過回收線路95返回到磨粒噴嘴74，並再利用於對晶圓100的背面之去疵層的形成。
(洗淨步驟) 洗淨步驟是對在先前步驟即去疵層形成步驟中於背面形成有去疵層之晶圓100的背面進行洗淨之步驟，且在此洗淨步驟中，是在如圖10所示地使罩蓋89上升而以罩蓋89覆蓋旋轉工作台51的周圍之狀態下，藉由旋轉洗淨機構50來洗淨晶圓100的背面。
亦即，驅動圖5所示之旋繞機構83，而使已在先前步驟即去疵層形成步驟中退避到待機位置之洗淨噴嘴(也作為水噴嘴而共用)52、與磨粒噴嘴74水平旋繞而如圖10所示地移動到在晶圓100的上方開口之位置。
在上述狀態下，可從洗淨噴嘴52朝向晶圓100的背面(上表面)噴射洗淨液，而藉由洗淨液來洗淨晶圓100的背面，並有效地去除已附著於此晶圓100的背面之游離磨粒或磨削屑等的異物。
之後，背面已被洗淨之晶圓100可被圖1所示之搬出搬入機器人61吸引保持而從旋轉工作台51搬送到片匣103，並收納於該片匣103內，藉此，對該晶圓100之一連串的磨削加工與去疵層的形成即結束。
如以上，根據本發明之去疵層形成裝置70與具備此去疵層形成裝置70之磨削裝置1，可得到如下之效果：可以在短時間內效率良好地在經磨削之晶圓100的背面形成去疵層。
再者，在以上的實施形態中，雖然是將去疵層形成裝置70一體地設置於旋轉洗淨機構50，但是亦可將去疵層形成裝置70一體地設置於磨削機構30。在此情況下，可將圓環部71載置在已形成於工作夾台10的夾頭保持面11的外周部之載置面13(參照圖1)上，而在和晶圓100之間形成水槽73。
又，以上說明了對磨削裝置與設置於此磨削裝置之去疵層形成裝置適用了本發明之形態，但本發明是將包含磨削裝置以外的研磨裝置等之其他的任意的加工裝置、與設置於此加工裝置之去疵層形成裝置也包含在其適用對象之發明。
另外，本發明並不限定於以上所說明之實施形態，且當然可在申請專利範圍以及說明書與圖式所記載之技術思想的範圍內進行各種變形。
1:磨削裝置(加工裝置) 2,351:基台 3:內部基座 4:開口部 5,89:罩蓋 6,7:伸縮罩蓋 8:支柱 10:工作夾台 11:夾頭保持面 12:多孔構件 13:載置面 14,76:旋轉機構 20:水平移動機構 21:滑件 22,42:導軌 23,43:滾珠螺桿軸 24,44:電動馬達 25:軸承 26:厚度測定器 30:磨削機構 31:支持器 32:主軸馬達 33:主軸 34:安裝座 35:磨削輪 352:磨石 40:垂直移動機構 41:升降板 45:托架 50:旋轉洗淨機構 51:旋轉工作台 511:旋轉保持面 512:旋轉工作台的載置面 52:洗淨噴嘴(水噴嘴) 521,523:洗淨噴嘴(水噴嘴)的垂直部 522:洗淨噴嘴(水噴嘴)的水平部 60:搬送機構 61:搬出搬入機器人 62:第1搬送臂 63:第2搬送臂 70:去疵層形成裝置 71:圓環部 72:移動機構 721:移動機構的桿件 73:水槽 74:磨粒噴嘴(磨粒投入部) 741,743:磨粒噴嘴的垂直部 742:磨粒噴嘴的水平部 75,75’:超音波喇叭 77:旋轉軸 78:旋轉接頭 79:彈性襯墊 80:臂 81:支撐框 82:通用接頭 83:旋繞機構(水平移動機構) 85:支撐臂 851,853:支撐臂的垂直部 852:支撐臂的水平部 86,91:升降機構 87:旋繞機構 88:罩殼 90:托架 911:桿件 92:承接構件 93:回收溝 94:排出孔 95:回收線路 96:泵 100:晶圓 101:片匣 102:對位工作台 103:片匣 D:晶圓的直徑 L:超音波喇叭的長度 r:晶圓的半徑 +X,-X,+Y,-Y,+Z,-Z:方向
圖1是將作為本發明之加工裝置的一個形態之磨削裝置的一部分破斷而顯示的立體圖。 圖2是顯示將本發明之去疵層形成裝置的圓環部載置於旋轉工作台上之前的狀態的立體圖。 圖3是顯示已將本發明之去疵層形成裝置的圓環部載置到旋轉工作台上之狀態的立體圖。 圖4是顯示正在對已形成在本發明之去疵層形成裝置的圓環部與晶圓之間的水槽供給水與游離磨粒之狀態的立體圖。 圖5是顯示正在對已形成在本發明之去疵層形成裝置的圓環部與晶圓之間的水槽供給水與游離磨粒之狀態的剖面圖。 圖6是顯示正在藉由超音波喇叭使超音波振動傳播到已被供給至本發明之去疵層形成裝置的水槽之游離磨粒之狀態的立體圖。 圖7是顯示正在藉由超音波喇叭使超音波振動傳播到已被供給至本發明之去疵層形成裝置的水槽之游離磨粒之狀態的剖面圖。 圖8是顯示本發明之去疵層形成裝置中的超音波喇叭與晶圓之位置關係的平面圖。 圖9是顯示本發明之去疵層形成裝置中的超音波喇叭與晶圓之位置關係的另外的形態的平面圖。 圖10是顯示藉由本發明之去疵層形成裝置在晶圓的背面形成去疵層後，已將圓環部拉起之狀態的立體圖。 圖11是顯示在本發明之去疵層形成裝置中將供去疵層的形成用之游離磨粒回收而再利用之磨粒回收系統之構成的剖面圖。
51:旋轉工作台
511:旋轉保持面
512:旋轉工作台的載置面
71:圓環部
721:移動機構的桿件
73:水槽
75:超音波喇叭
76:旋轉機構
79:彈性襯墊
80:臂
81:支撐框
82:通用接頭
85:支撐臂
86:升降機構
87:旋繞機構
100:晶圓

Claims (4)

  1. 一種去疵層形成裝置，在晶圓的背面形成去疵層，前述去疵層形成裝置具備： 保持工作台，具有吸引保持晶圓的正面側之保持面、與配置於該保持面的徑方向外側之環狀的載置面； 圓環部，載置於該載置面並且圍繞已保持在該保持面之晶圓而形成水槽； 移動機構，使該圓環部載置於該載置面或遠離該載置面； 磨粒投入部，將游離磨粒投入該水槽； 水噴嘴，將水供給至該水槽而使晶圓淹沒於水中； 超音波喇叭，使超音波振動傳播至該游離磨粒；及 水平移動機構，使該超音波喇叭與該保持工作台在平行於該保持面的方向上相對地移動， 以已被該超音波喇叭傳播超音波振動之該游離磨粒，在已保持在該保持面且淹沒於水中之晶圓的背面形成去疵層。
  2. 如請求項1之去疵層形成裝置，其中該超音波喇叭延伸為晶圓的半徑以上且直徑以下， 前述去疵層形成裝置更具備使該保持工作台以該保持面的中心為軸來旋轉之旋轉機構。
  3. 一種加工裝置，對晶圓的背面進行加工，前述加工裝置具備： 工作夾台，具有保持晶圓的正面側之夾頭保持面、與配置在該夾頭保持面的徑方向外側之環狀的載置面； 加工機構，對已保持在該工作夾台之晶圓進行加工；及 去疵層形成裝置，在晶圓的背面形成去疵層， 該去疵層形成裝置包含： 圓環部，載置於該載置面並圍繞已保持在該夾頭保持面之晶圓而形成水槽； 磨粒投入部，將游離磨粒投入該水槽； 水噴嘴，將水供給至該水槽而使晶圓淹沒於水中； 超音波喇叭，使超音波振動傳播至該游離磨粒；及 水平移動機構，使該超音波喇叭與該工作夾台在平行於該夾頭保持面的方向上相對地移動， 以已被該超音波喇叭傳播超音波振動之該游離磨粒，在已保持在該夾頭保持面且淹沒於水中之晶圓的背面形成去疵層。
  4. 一種加工裝置，對晶圓的背面進行加工，前述加工裝置具備： 工作夾台，以夾頭保持面保持晶圓的正面側； 加工機構，對已保持在該夾頭保持面之晶圓的背面進行加工； 旋轉洗淨機構，洗淨晶圓； 搬送機構，將晶圓從該工作夾台往該旋轉洗淨機構搬送；及 去疵層形成裝置，在晶圓的背面形成去疵層， 該旋轉洗淨機構包含： 旋轉工作台，具有保持晶圓的正面側之旋轉保持面、與配置在該旋轉保持面的徑方向外側之環狀的載置面； 洗淨噴嘴，對已保持在該旋轉保持面之晶圓的背面噴射洗淨液； 旋轉機構，使該旋轉工作台以該旋轉保持面的中心為軸來旋轉；及 去疵層形成裝置，在晶圓的背面形成去疵層， 該去疵層形成裝置包含： 圓環部，載置於該載置面並圍繞已保持在該旋轉保持面之晶圓而形成水槽； 磨粒投入部，將游離磨粒投入該水槽；及 超音波喇叭，使超音波振動傳播至該游離磨粒， 在從該洗淨噴嘴將水供給至該水槽而使已保持在該旋轉保持面之晶圓淹沒於水中的狀態下，使該旋轉工作台旋轉， 以已被該超音波喇叭傳播超音波振動之該游離磨粒，在已保持在該旋轉保持面且淹沒於水中之晶圓的背面形成去疵層。
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