A7 426 5B5 ___B7____ 五、發明說明Ο ) 〔技術領域〕 本發明，係關於將半導體晶片等的工件之表面精密硏 磨時使用的硏磨用工件保持盤及工件之硏磨裝置及工件之 硏磨方法= 〔習知技藝〕 已往，在工件的硏磨加工，係將剛性材料之玻璃、金 屬、陶瓷等的板做爲工件保持盤，在其表面以蠟等接著劑 把工件貼上，或在有通氣性之多孔質材料或在表面設置多 數吸附貫通孔的工件保持盤表面，以真空吸附等保持工件 ，一面把硏磨劑流放在定盤所貼上的硏磨布而將工件按壓 ，使工件及定盤旋轉而進行硏磨。如第3圖所示*使工件 W真空吸附在工件保持盤1時，在工件保持盤本體2的背 面’保持和工件保持盤本體2之密閉性，並且設置爲了確 保真空路施以真空用溝5的保持盤鑲板4，做爲各吸附貫 通孔3經由保持盤鑲板4之溝5連接在真空路7的構造， 使工件W真空吸附在工件保持面8。 過去，在該保持盤鑲板4的材質，係被使用金屬或硬 質之塑膠，爲了提高工件保持盤本體2的背面和保持盤鑲 板4之密閉性，也被使用油圈6等。 可是，在工件硏磨中，將從被真空吸附的工件和工件 保持盤本體之工件保持面的微小空隙發生硏磨劑游漿之吸 入’被吸入的硏磨劑游漿，會在保持盤本體背面和保持盤 鑲扳之間蒸發乾涸。結果，在保持盤鑲板和保持盤本體背 本纸張尺度適用中SS家標準（CNS)A4規格（2】〇χ297公釐） —I f — — — — — — — — · I I I I I I — t --------- <請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁> 經濟部智慧时產局員工消費合作社印製 -4- A7 4 26 5 8 5 B7__ 五、發明說明) 面之間固化的硏磨劑，..將以真空吸附時之壓力以保持盤鑲 板被加壓，使保持盤本體稍變形，其變形將被複製在硏磨 中的工件表面，對被硏磨之工件的表面品質，會有不良影 響。而且，有時保持盤鑲板的溝模本身，也將經由保持盤 本體，被形狀複製在硏磨中之工件。 更且，在爲了提高保持盤本體背面和保持盤鑲板之間 的密閉性使用之油圈也容易發生偏負荷，具有在工件硏磨 的面內去除材料分佈產生參差，對工怦的平坦性有不良影 響之虞。 〔發明之揭示〕 因此，本發明1係鑑於上述問題點而被開發者，其主 要目的，係在改良將工件真空吸附保持之硏磨用工件保持 盤的保持盤鑲板之材質，提高和保持盤本體的密閉性，開 發即使硏磨劑游漿侵入而固化，保持盤本體之變形也不會 在工件表面複製之保持盤鑲板，提供具有高精度的工件保 持面之硏磨用工件保持盤及工件之硏磨裝置，及工件之硏 磨方法。 爲了解決上述課題，—本發明之硏磨用工件保持板，係 在有將工件真空吸附保持的多數之貫通孔的工件保持盤本 體及密接在該保持盤本體之背面，由具有真空用溝的保持 盤鑲板而成之硏磨用工件保持盤，其特徵爲該保持盤鑲板 的材質爲塑膠，且阿斯卡C硬度係7 0以上未滿9 8之硏 磨用工件保持盤。 本紙張尺度適用中0國家標ifMCNS)A4規格（210 X 297公笼） I --------* - I t I I---^ -------- "3^ <諳先wtl背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- A7 426585 B7 五、發明說明) 在工件硏磨中，將從被真空吸附的工件和工件保持盤 本體之工件保持面的微小空隙，發生硏磨劑淤漿之吸入| 該被吸入的硏磨劑淤漿，將在保持盤本體背面和保持盤鑲 板之間蒸發乾涸。結果，該固化的硏磨劑之圖型，將以真 空吸附時的壓力被在保持盤鑲板加壓，可是，如此地使保 持盤鑲板之材質，做爲阿斯卡（硬度爲7 0以上未滿9 8 的塑膠時，因將保持盤鑲板以軟質樹脂形成，該壓力將被 吸收，而不會使保持盤本體變形，其變形也不會被複製在 硏磨中之工件表面。並且，保持盤鑲板的真空用溝模本身 ，也不會經由保持盤本體，被形狀複製在硏磨中之工件。 因此，使用具有如本發明的硬度之樹脂製的保持盤鑲板時 ，將能進行所希望之高平坦度和無起伏的高精度之工件硏 磨加工。 更且，因做爲保持盤鑲板，具有適度的硬度，和保持 盤本體背面之密接性優異，幾乎不會引起在該密接面的外 氣之洩漏。故將不需要爲了提高密接性所使用的油圈，幾 乎無油圈被加之偏負荷所引起的，在工件硏磨之去除面內 材料分佈的參差，和對工件之平坦性的不良影響，即使由 魔鏡也在工件表面不會看到起伏，而被達成高精度之加工 ύ 此時，能夠把前述塑膠|做爲從尿烷樹脂、氯乙烯樹 脂、聚醯胺（polyamide )樹脂被選擇之1種。 把塑膠的材質從上述中選擇的，能夠充份滿足在本發 明所要求的阿斯卡C硬度之範圍。 本纸張尺度適用中0國家標準（CNS〉vVl規格U10 * 297公发） I - 裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之泛意事項再填寫本頁) 經濟部智慧时產局員工消費合作社印製 -6- Α7 Λ26 5 8 5 ___Β7__ 五、發明說明& ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 而且，本發明的工.件之硏磨裝置，係在具備把硏磨布 貼上的轉台和將硏磨劑供給硏磨布表面之裝置，及使工件 強制地壓接在硏磨布表面的硏磨用工件保持盤之硏磨裝置 •其特徵爲該硏磨用工件保持盤，係如前述者的工件之硏 磨裝置。 如此地，做爲具備本發明的硬度之由樹脂製保持盤鑲 板和工件保持盤本體而成的硏磨用工件保持盤之硏磨裝置 時，能夠硏磨成所希望的高平坦度和在魔鏡之工件表面無 起伏的高精度之工件，特別係工件爲半導體晶片時，能夠 設法提高在高積體裝置工程的高積體裝置之投資報酬率和 生產性。 線 然後，本發明的工件之硏磨方法，其特徵爲，將前述 硏磨用工件保持盤之表面做爲工件保持面，把工件之背面 真空吸附保持，接著使該工件接觸在硏磨布，把工件之表 面硏磨者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據本發明的工件之硏磨方法時•由將保持盤鑲板之 材質做爲特定硬度範圍的塑膠，對保持盤本體將被給予適 度之緩衝性，從工件和保持盤本體保持面之間侵入，在保 持盤本體背面和保持盤鑲板的空隙固化之由硏磨劑的保持 盤本體之變形將被吸收，成爲能夠阻止該附隨變形的對工 件之複製。並且，保持盤鑲板的真空用溝形狀本身，也成 爲不會經由保持盤本體，被形狀複製在硏磨中之工件。因 此，根據本發明的工件之硏磨方法時，將能夠進行所希望 的高平坦度和在魔鏡也在工件表面表面無起伏的高精度之 本紙張尺度適用中0國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公笼） A7 42658^ _____B7___ 五、發明說明自) 工件硏磨加工。 .. 如以上所述，根據本發明時，由將構成硏磨頭部的工 件保持盤之保持盤鑲板的材質，變更爲具有特定範圍之阿 斯卡C硬度的塑膠*將能夠安定地製作製作具有優異之平 坦度和無起伏的表面之工件。並且•在已往的保持盤鑲板 材質，爲了提高保持盤本體背面和保持盤鑲板之密閉性， 而設置油圈，可是在本發明，因保持盤鑲板本身的密閉性 優異，故成爲不需要油圈。據此|也將無工件硏磨時偏負 荷被加在油圈，在因此發生的去除面內材料分佈產生參差 ，或對工件的平坦度會大幅影響之虞。 〔圖面之簡單說明〕. 第1圖，係本發明的硏磨用工件保持盤之槪略說明圖 。（a)爲直斷面圖，（b)爲保持盤鑲板的正面圖，（ c )爲保持盤鑲板之直斷面圖。 第2圖，係著裝本發明的硏磨用工件保持盤之硏磨頭 及具備硏磨頭的硏磨裝置之槪略說明圖。（a)爲硏磨頭 ，（b)爲工件之硏磨裝置。 第3圖，係已往的硏磨用工件保持盤之槪略說明圖。 主要元件對照表 1 硏磨用工件保持盤 2 工件保持盤 3 吸附貫通孔 本纸張尺度適用中SS家標準（CNS)A4規格（210*297公釐） -------------裝--------訂---------線 {請先閱讀背面之注意事項再填耳本頁) 經濟部智慧財1局員工消費合作社印製 -8 - 426^85
五、 發明說明戶) 4 保持盤鑲板 5 真空用溝 7 真空路 8 十件保持面 10 硏磨頭 11 旋轉座 12 彈性體環 13 加壓空間部 1 4 加壓路 2 〇 硏磨裝置 2 2 硏磨布 2 1 定盤（旋轉台） 2 3 硏磨劑供給噴嘴 2 4 硏磨劑 N 工件 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^4 --------訂--------- 經濟部智慧財4局員工消費合作社印製 〔實施例〕 以下，將說明本發明之實施·例，可是本發明並非被限 定於此等者。 如前所述，在硏磨工件時，將從保持盤本體的保持面 和被真空吸附之工件的微小空隙吸入硏磨劑淤漿，硏磨劑 淤漿將在保持盤本.體和保持盤鑲板的空隙乾燥固定。結果 ，已往之硏磨用工件保持盤，特別係其保持盤鑲板的材質 爲金屬或硬質塑膠時，硏磨劑之污髒和圖型將被複製在硏 本紙張尺度適用中S S家標準（CNS)A4規格（210 X 297公笼） * 9 - * 4 26 5 85 a? B7 五、發明說明（7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 磨中之工件，而對工件的表面品質有不良影響。並且也有 保持盤鑲板的溝形狀'本身’將經由保持盤本體被形狀複製 在硏磨中的工件之問題。 因此，本發明人等，爲了解決此等問題點，把保持盤 鑲板的材質、構造等調査、檢討，結果發現將保持盤鑲板 之材質，以具有特定範圍的硬度之塑膠形成時，即使由於 硏磨劑淤漿侵入保持盤本體背面固化，由硏磨劑的著固產 生污髒圖型，而在保持盤本體被加上背壓，也將因樹脂爲 適度地軟質而被吸收，能夠防止對工件的複製*而得到平 坦度高和無起伏的高精度之工件，看淸楚各條件而完成本 發明。 首先，根據圖面說明使用本發明的硏磨用工件保持盤 之硏磨裝置。第1圖係做爲本發明的一例，爲了說明硏磨 用工件保持盤之構成槪要的槪略說明圖。並且，第2圖係 (a)爲著裝硏磨用工件保持盤之硏磨頭，（b)係爲了 說明具備硏磨頭的工件之硏磨裝置的槪要構成之說明圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印- 本發明的硏磨裝置，係做爲將工件如半導體晶片之單 面硏磨的裝置被構成，如第2圖（b )所示，硏磨裝置 2 ◦，係由旋轉的定盤（旋轉台）2 1，和著裝在硏磨頭 1 0之硏磨用工件保持盤1和硏磨劑供給噴嘴2 3而成。 在定盤2 1的上面粘貼有硏磨布2 2。定盤2 1將由旋轉 軸，以所定之旋轉速度被旋轉。 然後’硏磨用工件保持盤1，將由真空吸附等把工件 (晶片）W"保持在其工件保持面8，被著裝在具有旋轉軸 本紙張又度適用中S國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 V- Λ26585 A7 ____B7_____ 五、發明說明¢5 ) 的硏磨頭1 〇 ’以硏磨.頭1 〇被旋轉，同時以所定之負荷 把工件W推壓在硏磨布2 2、研磨劑2 4的供給，將從噴 嘴2 3以所定之流量供給在硏磨布2 2上，由該硏磨劑 2 4被供給在工件W和硏磨布2 2之間，工件W將被硏磨 0 更且，如第1圖（a )及第2圖（a )所示，本發明 之硏磨用工件保持盤1，係由具有工件保持面和多數的吸 附貫通孔3之工件保持盤本體2及保持盤鑲板4所構成， 吸附貫通孔係經由設在保持盤鑲板4的真空用溝5，從真 空路7連接至未圖示之真空裝置，成爲由發生真空而把工 件w吸附保持在工件保持面8。 在本發明，係特別將保持盤鑲板4的材質，做爲阿斯 卡C硬度7 0以上未滿9 8之塑膠製。 在此，先說明阿斯卡C硬度。此係使用如在J I s K 6 3 0 1的彈簧式硬度試驗機進行測定之方法，在試驗 片表面’在此係在保持盤鑲板被加工的塑膠面，使試驗機 之加壓面接觸時，從加壓面中心的孔以彈簧壓力突出之壓 針，由試驗片表面被推回的距離做爲硬度表示。具體上， 係使用阿斯卡C硬度計（日本橡膠協會規格，高分子計器 公司製）測定之値。 做爲以阿斯卡C硬度7 0以上未滿9 8時，將充份被 確保做爲保持盤鑲板的作用效果，硏磨中由真空的保持盤 鑲板和保持盤本體背面之氣密性將提高，而不需要如已往 地設置油圈=結果I也不會有偏負荷加在油圈的問題，而 本紙張尺度適用中a國家揲準（CNS>A4規格（210 X 297公S ) '-------------裝--------訂---------後 (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) -11 - ΐκ 4 26585 A7 ______B7__ 五、發明說明自） 能得到更安定之品質。..並且，即使由於硏磨劑淤漿侵入該 接觸面固化，因爲由硏磨劑的著固之污髒圖型，而在保持 盤本體被加上背壓，也將因爲樹脂係適度地軟質而被吸收 ，不會有保持盤本體之變形，被阻止對工件的複製，能夠 得到具有高之平坦度和在魔鏡無起伏的高精度表面之工件 〇 做爲構成該保持盤鑲板的塑膠之種類，只要做爲從尿 烷樹脂、氯乙嫌.樹脂、聚醯胺（polynmide )樹脂被選擇的 1種即可，具有上述阿斯卡C硬度範圍之材料也容易得到 ，能夠成形爲所希望之保持盤鑲板形狀。 並且，關於該保持盤鑲板4的真空用溝5之配列，雖 無特別限定，例如，在第1圖（b )、 （ c )所示地，做 爲加工成在鑲板的中心連接在真空路7之多數的同心圓狀 及放射線狀之溝者即可即使如本發明的硬度之樹脂製， 也不會由於真空壓力而變形，能夠充份確保和保持盤本體 背面之密接性。 硏磨頭1 0，係例如在其旋轉座1 1的內部設置加壓 空間部1 3 ’經由彈性環1 2把硏磨用工件保持盤1保持 爲氣密。加壓空間部1 3係經由加壓路1 4，連接在空氣 壓縮機（未圖示）。然後對將工件W真空吸附保持在工件 保持面8上的工件保持盤1，給予旋轉或搖動，同時成爲 把工件保持盤1之背面以空氣加壓，將工件保持盤1推壓 在硏磨布2 2。 把如上述地構成的硏磨用工件保持盤1，著裝在硏磨 本紙張尺度適用中因國家標準（CNSM4規格（210* 297公S ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) J --------訂·---- 經濟部智慧时產局員工消費合作社印製 -12- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ( 4 26 5.8 5 A7 ^___B7_ 五、發明說明（10 ) 頭1 0，將之設定在硏磨裝置2 0，把工件W真空吸附保 持在工件保持盤本體2的工件保持面8上，壓接在旋轉之 硏磨布2 2上，滴下硏磨劑2 2硏磨加工時，由於本發明 之硬度的樹脂製保持盤鑲板和保持盤本體背面之高密接性 和保持盤鑲板的真空壓吸收性，將被阻止被吸入固化的硏 磨劑之污髒圖型對工件的複製，而硏磨加工成高平坦度和 無起伏之工件。 以下1將列舉本發明之實施例和比較例具體地說明， 可是本發明並不限定於此等。 〔實施例1 ) (1 )硏磨用工件保持盤及保持盤鑲板，係使用在第 1圖（a) ，( b ) ，（c)所示之構造者。此等，係比 晶片直徑稍大的直徑，保持盤本體之厚度爲3 Omm，保 持盤鑲板的厚度爲1 2mm。在保持盤鑲板，形成有深度 5mm，寬度1 〇mm之溝。 (2 )硏磨頭係使用第2圖（a )所示的構造者1而 工件之硏磨裝置係使用在第2圖（b )所示之構造者。 (3)工件：單結晶矽晶片；直徑 200mm:厚 度 735#m，P型，結晶方位；<100>，蝕刻晶 片.。 (4 )保持盤鑲板材質：尿烷樹脂：阿斯卡C硬度 7 0或9 0 »該硬度係使用阿斯卡C硬度計，將上述保持 盤鑲板的凸部（厚度部份），從未被形成溝之側測定的値 本紙張尺度適用國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公S ) '---.---------裝 ----I---訂---------線 (請先Μ讀背面之;1意事項再填寫本頁) -13- A7 d26 535 B7_ 五、發明說明Ο1 ) ο ·. (5)工件硏磨條件：硏磨負荷 250g/cm2 硏磨相對速度 50m/min;硏磨加工部份 12 :硏磨布 不織布系統硏磨布（阿斯卡C硬度 .8 0 ):硏磨劑 膠態矽石（P Η 10-5)。 (6 )由使用多數次使硏磨劑淤漿著固在工件保持盤 本體背面和保持盤鑲板之間的狀態，將工件真空吸附而進 行單面硏磨。 在以上的條件下，保持盤鑲板材質•係以阿斯卡C硬 度爲7 0或9 0的尿烷樹脂時，皆在工件硏磨後之魔鏡像 ，未發生特定的圖型，而能得到無起伏的平坦度高之晶片 此時，應該會有進入保持盤本體背面和保持盤鑲板之 溝的凸部之間的硏磨劑固體物之圖型存在，可能係被材質 +爲適度地柔軟的保持盤鑲板所吸收，而被抑制污髒圖型對 工件表面之複製。 (比較例1 ) 除了將實施例1的第（4 )項之保持盤鑲板材質，做 爲阿斯卡C硬度9 8的氯乙烯樹脂以外，以和實施例1同 條件進行硏磨》 在該條件下•工件硏磨後的魔鏡像有異常部份，而影 響工件品質。該圖型，係和進入保持盤本體背面與保持盤 鑲板之溝的凸部之間的硏磨劑固體物之圖型一致，可能係 本紙張尺度適用中因园家標準（CNS>jV4規格（210x297公釐） J---.-----------------^--------I (請先閱1*背面之;i意事項再填寫本頁) 經-部智慧財產局員工消費合作社印製 • 14- 426585 A7 _B7____ —. 五、發明說明（^ ) 對保持盤本體的應力之強度變化，結果固體物的圖型被複 製在工件表面之故。 (請先W讀背面之注惠事項再填寫本頁) (實施例2 ) 在上述比較例1 ，對工件硏磨後的工件品質有影響之 保持盤本體，把在實施例1使用的阿斯卡C硬度爲7 0或 9 0之尿烷樹脂製保持盤鑲板再度組合，以同條件進行硏 磨測試。 結果，在工件硏磨後的魔鏡像係良好。由此事可知， 即使發生由硏磨劑固體物之污髒式圖型•而對工件品質有 不良影響的保持盤本體，只要對此組合之保持盤鑲板的材 質，爲適度地軟質之塑膠而阿斯卡C硬度爲未滿9 8者， 將不會影響工件之品質。 (比較例2 ) 除了把實施例1的第（4 )項之保持盤鑲板材質，做 爲阿斯卡C硬度6 8的尿烷樹脂以外，以和實施例1同條 件進行硏磨。 - 經-部智慧財產局員工消費合作社印裝 雖然使工件從工件保持盤本體的工件保持面脫離時， 對工件保持盤供給加壓空氣，進行破壞工件保持盤內部的 真空，可是在上述之條件下，發生由於加壓使保持盤鑲板 本身膨脹，爲了使工件脫離而需要大的供給空氣壓，或脫 離將花時間等之問題。因此把使用在保持盤鑲板的樹脂之 阿斯卡C硬度的下限値做爲7 0以上。 本纸張尺度適用中S S家標準（CNS)AJ規格（2]0 X 297公笼> -15- A7 Λ265Β5 _____B7_ 五、發明說明) (實施例3 ) 除了去除實施例1的第（6 )項條件，亦即在硏磨前 在工件保持盤本體背面和保持盤鑲板之間，使硏磨劑淤漿 不著固地，把工件真空吸附而進行硏磨以外，以和實施例 1相同條件進行硏磨。 結果，在工件硏磨後的魔鏡像，未發生保持盤鑲板的 溝模之圖型。可能係因保持盤鑲板變軟，保持盤本體背面 和保持盤鑲板之間的密接性顯著地變高，由同心圓狀之溝 模，被緩和對保持盤本體的應力之參差所致。據此得到工 件的高平坦度，在魔鏡看不出有起伏，而達成高精度之硏 磨加工。 〔比較例3 ) 在實施例3，除了將保持盤鑲板的材料，做爲阿斯卡 C硬度9 8之氯乙烯樹脂以外，以和實施例3相同條件進 行硏磨。 在該條件下，工件硏磨後的魔鏡像，發生同心圓狀之 圖型，而該圖型係和保持盤鑲板的溝模一致。亦即由有無 保持盤鑲板的溝模，對保持盤本體的應力之強度將會變化 ’可能微小的凹凸被複製在保持盤本體之工件保持面，結 果在工件表面發生起伏者。 再者’本發明，並不限定於上述實施例。上述實施例 係例示，具有和本發明的申請專利範圍所記載之技術性思 本紙張尺度適用中國g家標準（CNS)A4規格（2]〇 x 297公爱） L.-----------"--------訂·--------竣 (請先閱tf背面之注意事項再填寫本I > 經濟部智慧財產局員工消f合作社印裴 -16- 42658^ at — _B7__ 五、發明說明（14 ) 想實質上相同構成，發揮相同的作用效果者，皆包含在本 發明之技術性範圍》 例如，在本發明的實施例，雖然將直徑2 0 0 m m ( 8吋）之矽晶片硏磨I可是也能夠充份因應近年來的 25〇mm(10吋）〜400mm(16吋）或其以上 之大直徑化。被硏磨的工件也可以爲矽以外之精密基板等 本紙張尺度適用中as家標準（CN’S)A4規格（210 x 297公笼> (請先閱讀背面之;1意事項再填寫本頁> ^衣· — 一 I — —-"-π-ιιιιιιι_^ -17-