TWI615240B - 工件之兩面硏磨裝置 - Google Patents

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Description

工件之兩面研磨裝置
本發明係有關於一種工件之兩面研磨裝置。
在是供研磨之工件之典型例的矽晶圓等之半導體晶圓的製造，為了得到更高精度之晶圓的平坦度品質或表面粗糙度品質，一般採用同時研磨晶圓之表背面的兩面研磨製程。
尤其，近年來，從由於半導體元件之微細化與半導體晶圓之大口徑化而在曝光時之半導體晶圓的平坦度要求變得嚴格的背景，在適當的時序結束研磨係重要，藉由作業員調整研磨時間，控制之。
可是，在藉作業員之研磨時間的調整，研磨副資材之更換時期、或裝置之停止之時序的偏差等，受到研磨環境所造成之影響大，而未必正確地控制研磨量，結果，大多得抑賴作業員之經驗。
相對地，例如在專利文獻1，如第3圖所示，提議一種兩面研磨裝置，該兩面研磨裝置係設置：研磨布94，係將孔92設置於上平台91(或下平台)，並在上下平台91的研磨面之對應於孔92的位置鑽直徑比孔92大的穴93；及窗構件95，係直徑比孔92大，且比研磨布94之穴93小，厚度比研磨布94薄。
在此兩面研磨裝置，使用量測機構(未圖示)，可在研磨中從孔92即時測量工件W的厚度。
【先行專利文獻】 【專利文獻】
[專利文獻1]日本專利4654275號公報
可是，在專利文獻1之兩面研磨裝置，在研磨中研磨液彈跳而與黏著層96接觸，使黏著層96溶出至研磨液，而降低黏著力或使窗構件95剝離，因剝離之窗構件95與工件W接觸，污染或弄傷工件W，可能使晶圓品質劣化。
另一方面，在不安裝窗構件95下從孔92測量晶圓厚度的手法，研磨液浸入至孔92，由於研磨液固接於藉孔92所劃分之平台91的內壁，或已固接之研磨剝離，可能在晶圓W產生刮傷等之傷痕，因此，擔心晶圓品質之降低。而且，這些係不僅晶圓，而且是在圓盤狀之工件的兩面研磨一般會發生的問題。
本發明係為了解決上述之問題而開發的，其目的在於提供一種工件之兩面研磨裝置，該兩面研磨裝置係可即時測量工件的厚度，並可防止工件受到污染或受損。
本發明之主旨構成係如以下所示。
本發明之工件的兩面研磨裝置係包括：旋轉平台，係具有上平台及下平台；太陽齒輪，係設置於該旋轉平台之旋轉中 心；內齒輪，係設置於該旋轉平台之外周部；及托運板，係設置於該上平台與該下平台之間，並具有固持工件之一個以上的固持孔，研磨墊分別被黏貼於該上平台之下面及該下平台的上面，其特徵在於：該上平台或該下平台具有從該上平台或該下平台之上面貫穿至下面之一個以上的孔；該研磨墊係將穴設置於對應於該孔的位置；更具備工件厚度計，該工件厚度計係在該工件之兩面研磨中，可從該一個以上的孔及穴即時地測量該工件的厚度；將凹部設置於藉該孔所劃分之該上平台之側壁的底部或藉該孔所劃分之該下平台之側壁的頂部；將直徑比該孔之直徑及該穴之直徑大的窗構件配置於該凹部；該窗構件係經由黏著層，固接於藉設置於該上平台之該凹部所劃分的上側面或藉設置於該下平台之該凹部所劃分的下側面。
又，在本發明之工件的兩面研磨裝置，該窗構件之直徑係和該凹部與該孔所構成之空洞部分的直徑相等較佳。
進而，在本發明之工件的兩面研磨裝置，該凹部之高度係與該窗構件之厚度和該黏著層之厚度的和相等較佳。
若依據本發明，可提供一種工件之兩面研磨裝置，該兩面研磨裝置係可即時測量工件的厚度，並可防止工件受到污染或受損。
1‧‧‧兩面研磨裝置
2‧‧‧上平台
3‧‧‧下平台
4‧‧‧旋轉平台
5‧‧‧太陽齒輪
6‧‧‧內齒輪
7‧‧‧研磨墊
8‧‧‧固持孔
9‧‧‧托運板
10‧‧‧孔
11‧‧‧穴
12‧‧‧工件厚度計
13‧‧‧凹部
14‧‧‧窗構件
15‧‧‧黏著層
16‧‧‧上側面
W‧‧‧工件(晶圓)
第1圖係本發明之一實施形態之兩面研磨裝置的剖面圖。
第2圖係表示本發明之一實施形態之工件的兩面研磨裝置 之主要部的局部剖面圖。
第3圖係表示以往之工件的兩面研磨裝置之主要部的局部剖面圖。
以下，參照圖面，詳細地舉例表示並說明本發明之實施形態。
第1圖係本發明之一實施形態之兩面研磨裝置的剖面圖。如第1圖所示，此兩面研磨裝置1包括：旋轉平台4，係具有上平台2及與上平台2相對向之下平台3；太陽齒輪5，係設置於旋轉平台4之旋轉中心；及內齒輪6，係圓環狀地設置於旋轉平台4之外周部。如第1圖所示，在上下之旋轉平台4的相對向面，即，係上平台2之研磨面的下面側及係下平台3之研磨面的上面側，分別貼上研磨墊7。
又，如第1圖所示，此裝置1具備在圖示例為一片之托運板9，該托運板9係設置於上平台2與下平台3之間，並具有固持工件之一個以上的固持孔8。此外，在圖示例，此裝置1具備僅一片托運板9，但是亦可具有複數片托運板9。在圖示例，工件(在本實施形態為晶圓)W被固持於固持孔8。
在此，此裝置1係藉由使太陽齒輪5與內齒輪6轉動，可使托運板9進行公轉運動及自轉運動之行星運動。即，一面供給研磨液，一面使托運板9進行行星運動，同時使上平台2及下平台3對托運板9相對地旋轉，藉此，使黏貼於上下之旋轉平台4的研磨墊7與托運板9之固持孔8所固持之工件W的兩面滑動，而可同時研磨工件W的兩面。
如第1圖所示，上平台2係具有從該上平台2之上面貫穿至下面之一個以上(在圖示例為一個)的孔10。又，在研磨墊7，將穴11設置於對應於孔10的位置。在本例，孔10之直徑d1與穴11之直徑d3係相等。而且，在該孔10的上方，具備工件厚度計12，係在工件W之兩面研磨中可從孔10及穴11即時地測量工件W的厚度。此外，工件厚度計12可採用例如波長可變式之紅外線雷射測量儀器。若依據這種測量儀器，評估在工件W之表面的反射光與在背面之反射光的干涉，可測量工件W的厚度。
在此，第2圖係表示第1圖所示之工件的兩面研磨裝置1之主要部的局部剖面圖。如第1圖、第2圖所示，在藉孔10所劃分之上平台2之側壁2a的底部2b(即，側壁2a之底面側的角部)，設置凹部13。
在本實施形態，凹部13係作成圓環狀地鑿穿底部2b之形狀的空洞部分。
而且，如第1圖、第2圖所示，在凹部13，配置直徑d2比孔10之直徑d1及穴11之直徑d3大的窗構件14。在圖示例，窗構件14係圓盤狀的形狀，由例如塑膠之使光透過的材料所構成。
又，在本例，窗構件14之直徑d2係與凹部13及孔10所構成之空洞部分的直徑相同，窗構件14係在其徑向恰好嵌入凹部13。
進而，窗構件14係經由黏著層15，固接於藉設置於上平台2之凹部13所劃分的上側面16。
在圖示例，凹部13之高度h與窗構件14之厚度t1和黏著層15之厚度t2的和相等，成為藉該窗構件14(之一部分)及黏著層15恰好埋入凹部13的構成。因此，在本實施形態，成為窗構件14的端部被載置於研磨墊7之上的構成。
此外，在本發明，亦可凹部13之高度h係比窗構件14之厚度t1與黏著層15之厚度t2的和大，此情況成為在研磨墊7與窗構件14之間產生間隙的構成。
在此，黏著層15只要是可使窗構件14固接於上側面16者即可，無特別限定，例如可使用雙面膠帶等。
以下，說明本實施形態之工件之兩面研磨裝置的作用效果。
若依據本實施形態之工件的兩面研磨裝置1，首先，因為將孔10設置於上平台2，並將穴11設置於研磨墊7，所以在工件W之兩面研磨中，藉工件厚度計12，可經由使光從孔10及穴11透過的窗構件14，即時測量工件W的厚度。
而且，在本實施形態之工件的兩面研磨裝置1，將直徑d2比孔10之直徑d1及穴11之直徑d3大的窗構件14配置於凹部13，因為黏著層15係隔著該直徑d2之大的窗構件14位於與研磨面係相反側，所以成為在研磨中藉窗構件14阻止研磨液進入至黏著層15的構造，黏著層15與研磨液不會接觸，因此，不必擔心黏著層15之對研磨液的溶出或黏著力之降低所造成之窗構件14的剝離等。
進而，因為凹部13係在藉孔10所劃分之上平台2之側壁2a的底部2b所設置，成為將直徑d2之大的窗構件14配置於 該凹部13的構造，所以亦防止側壁2a與研磨液的接觸，亦不必擔心研磨液固接於藉孔10所劃分之側壁2a。
又，因為窗構件14之直徑d2係比穴11之直徑d3大，即使窗構件14剝離，窗構件14亦仍然被載置於研磨墊7之上，窗構件14不會與工件W接觸，而不必擔心污染或弄傷工件W。
尤其，在本實施形態，因為將各元件之尺寸決定成窗構件14(之一部分)及黏著層15恰好埋入凹部13，所以對於重大或研磨中之離心力等亦由周圍之構成元件支撐窗構件14，而穩定，更抑制黏著層15的剝離。
依此方式，若依據本實施形態之工件的兩面研磨裝置1，可即時測量工件W的厚度，而且可防止工件W受到污染或受損，而可提供高品質的晶圓。
在此，在本發明，如上述所示，窗構件14之直徑d2係和凹部13與孔10所構成之空洞部分的直徑相等較佳。這是由於藉由無間隙地配置窗構件14，可更加抑制研磨液與黏著層15及側壁2a的接觸，又，更穩定地固定窗構件14。
又，在本發明，如第2圖所示，凹部13之高度h係與窗構件14之厚度t1和黏著層15之厚度t2的和相等較佳。這是由於藉由無間隙地配置窗構件14，可作成研磨液亦不會與藉凹部13所劃分之旋轉平台4的側壁接觸，又，藉由窗構件14與研磨墊7接觸，更穩定地固定窗構件14。
在此，孔10之直徑d1及穴11之直徑d3係只要確保經由該孔10及穴11可藉工件厚度計12測量工件W的厚度即可。尤其，在設置複數個孔10及穴11的情況，為了避免 研磨速率之降低，採用可藉工件厚度計12測量工件W的厚度之最低限的大小較佳。
此外，孔10之直徑d1與穴11之直徑d3係採用相同的大小較佳，但是亦可採用相異的大小，在此情況，使穴11之直徑d3比孔10之直徑d1大或小都可。
又，窗構件之直徑d2係如上述所示，比孔10之直徑d1及穴11之直徑d3大，但是具體而言，無特別限定，例如，使直徑d2比直徑d1及直徑d3大2mm以上，這在確保黏著層15的寬度並使窗構件14易固接於上側面16上較佳。
以上，說明了本發明之實施形態，本發明係絲毫未限定為上述之實施形態。例如，在上述之實施形態，將孔10設置於上平台2，並將穴11設置於在上平台2所黏貼之研磨墊7，但是亦可將孔10設置於下平台3，並將穴11設置於在下平台3所黏貼之研磨墊7。
此情況係只要將凹部13設置於下平台3之側壁2a的頂部，將直徑比孔10之直徑及穴11之直徑大的窗構件14配置於凹部13，並經由黏著層15將窗構件14固接於藉設置於下平台3之凹部13所劃分的下側面即可。
又，在本發明，孔10係設置僅一個，但是亦可作成設置2個以上的孔10，並測量工件W之在各種位置(例如中央部與外周部)之工件W的厚度。在此情況，例如可將工件厚度計12設置於對應於各孔10的位置。此外，可實施各種的變形。
2‧‧‧上平台
2a‧‧‧側壁
2b‧‧‧底部
7‧‧‧研磨墊
d1、d2、d3‧‧‧直徑
10‧‧‧孔
11‧‧‧穴
13‧‧‧凹部
14‧‧‧窗構件
15‧‧‧黏著層
16‧‧‧上側面
h‧‧‧高度
t1、t2‧‧‧厚度
W‧‧‧工件

Claims (3)

  1. 一種工件之兩面研磨裝置，包括：旋轉平台，係具有上平台及下平台；太陽齒輪，係設置於該旋轉平台之旋轉中心；內齒輪，係設置於該旋轉平台之外周部；及托運板，係設置於該上平台與該下平台之間，並具有固持工件之一個以上的固持孔，研磨墊分別被黏貼於該上平台之下面及該下平台的上面，其特徵在於：該上平台或該下平台係具有從該上平台或該下平台之上面貫穿至下面之一個以上的孔；該研磨墊係將穴設置於對應於該孔的位置；更具備工件厚度計，該工件厚度計係在該工件之兩面研磨中，可從該一個以上的孔及穴即時地測量該工件的厚度；將凹部設置於藉該孔所劃分之該上平台之側壁的底部或藉該孔所劃分之該下平台之側壁的頂部；將直徑比該孔之直徑及該穴之直徑大的窗構件嵌合於該凹部；該窗構件之一面係經由黏著層，僅固接於藉設置於該上平台之該凹部所劃分的上側面或僅固接於藉設置於該下平台之該凹部所劃分的下側面，且該窗構件之另一面係載置於該研磨墊上或被該研磨墊覆蓋。
  2. 如申請專利範圍第1項之工件的兩面研磨裝置，其中該窗構件之直徑係和該凹部與該孔所構成之空洞部分的直徑相 等。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之工件的兩面研磨裝置，其中該凹部之高度係與該窗構件之厚度和該黏著層之厚度的和相等。
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