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Abstract
本發明之課題在於提供一種能夠在加工步驟中評價被加工物之去疵性的加工裝置。解決手段為包括有保持被加工物之保持組件，和磨削被保持組件所保持之被加工物的磨削組件的加工裝置，並做成具備去疵性判定組件之構成，該去疵性判定組件用以判定以磨削組件磨削被保持組件所保持之被加工物後所形成之磨削應變是否具有充分的去疵性。
Description
本發明是有關於一種磨削板狀之被加工物的加工裝置。
在以行動電話所代表的小型輕量的電子機器中，具備有IC等元件之元件晶片已成為必需之構成。元件晶片是藉下列方式被製造：以被稱為切割道(street)之複數條分割預定線劃分例如矽等材料所形成之晶圓的表面，並在各區域中形成元件後，沿此切割道分割晶圓。
近年來，以元件晶片之小型化、輕量化等為目的，對元件形成後之晶圓(元件晶圓)進行薄化加工的機會正逐漸增加。然而，當例如將元件晶圓予以研磨以薄化至100μm以下時，將會使對於元件來說用以抑制有害之金屬元素之活動的去疵(gettering)效果降低，致使元件之動作不良情況頻繁發生。
為了解決這個問題，已有在元件晶圓中形成用以捕獲金屬元素之去疵層的加工方法被提出(參照例如專利文獻1)。在這種加工方法中，會透過以預定之條件磨削元
件晶圓，而維持元件晶圓之抗折強度並且形成包含預定之磨削應變的去疵層。
專利文獻1：日本專利特開2009-94326號公報
然而，以上述之加工方法所形成之去疵層並不一定可經常地顯現出良好的去疵性。雖然要評價去疵層之去疵性時，只要例如實際地以金屬元素嘗試污染元件晶圓即可，但在該情況下，會變得無法獲得良品的元件晶片。亦即，此種評價方法具有無法納入元件晶圓之加工步驟中的間題。
本發明是有鑒於這樣的問題點而作成之發明，其目的在於提供一種能夠在加工步驟中評價被加工物之去疵性的加工裝置。
依據本發明所提供的加工裝置，包括有保持被加工物之保持組件，和磨削被該保持組件所保持之被加工物的磨削組件，該加工裝置的特徵在於具備有去疵性判定組件，該去疵性判定組件用以判定以該磨削組件磨削被該保持組件所保持之被加工物而形成的磨削應變是否具有充分的去疵性。
較佳的是，在本發明中，還具備有可將以該磨削組件磨削而形成之磨削應變之一部分去除的磨削應變去除組件。
本發明之加工裝置，由於除了保持被加工物之保持組件、磨削被加工物之磨削組件外，還具備有能判定磨削被加工物後所形成之磨削應變是否具有去疵性的去疵性判定組件，所以能夠在加工步驟中評價被加工物之去疵性。
10a、10b‧‧‧載置台
11‧‧‧被加工物
11a、21a‧‧‧表面
11b、21b‧‧‧背面
11c‧‧‧外周
12‧‧‧校準機構
13‧‧‧元件區域
14‧‧‧暫置台
15‧‧‧外周剩餘區域
16、24、54‧‧‧支撐構造
17‧‧‧切割道(分割預定線)
18‧‧‧第2搬送單元
19‧‧‧元件
2‧‧‧加工裝置
20‧‧‧旋盤
21‧‧‧保護構件
22‧‧‧工作夾台(保持組件)
23‧‧‧去疵層
26‧‧‧升降單元
28‧‧‧升降導軌
30‧‧‧升降台
32‧‧‧升降滾珠螺桿
34‧‧‧升降脈衝馬達
36‧‧‧固定具
38a、38b‧‧‧磨削單元
4‧‧‧基台
4a、4b‧‧‧開口
40、72‧‧‧主軸殼體
42、74‧‧‧主軸
44、76‧‧‧輪座
46a、46b‧‧‧磨削輪
48‧‧‧磨削應變去除單元(磨削應變去除組件)
50‧‧‧去疵性判定單元(去疵性判定組件)
52‧‧‧洗淨單元
56‧‧‧水平移動單元
58‧‧‧水平導軌
6‧‧‧第1搬送單元
60‧‧‧水平移動台
62、70‧‧‧脈衝馬達
64‧‧‧鉛直移動單元
66‧‧‧鉛直導軌
68‧‧‧鉛直移動台
78‧‧‧研磨輪
78a‧‧‧輪基台
78b‧‧‧研磨墊
8a、8b‧‧‧晶圓匣
80‧‧‧雷射光束照射單元
82‧‧‧微波傳送接收單元
A‧‧‧搬入搬出位置
B‧‧‧粗磨削位置
C‧‧‧精磨削位置
D‧‧‧磨削應變去除位置
L‧‧‧脈衝雷射光束
M1、M2‧‧‧微波
R‧‧‧旋轉方向
X、Y、Z‧‧‧方向
圖1是模式地顯示本實施形態之加工裝置的立體圖。
圖2(A)是模式地顯示以本實施形態之加工裝置所加工之被加工物之例的立體圖，圖2(B)是模式地顯示被加工物上貼有保護構件之情形的立體圖。
圖3是模式地顯示加工裝置所具備之磨削應變去除單元的立體圖。
圖4是模式地顯示加工裝置所具備之去疵性判定單元的局部剖面側視圖。
參照所附圖面，針對本發明之實施形態進行說明。圖1是模式地顯示本實施形態之加工裝置的立體圖。如圖1所示，加工裝置2具備有支撐各個構成之基台4。
在基台4之上表面前端側，形成有開口4a，在此開口4a內，設置有搬送被加工物的第1之搬送單元6。又，在開口4a之更前方之區域內，形成有載置台10a、10b，可分別載置能夠收容複數個被加工物的晶圓匣8a，8b。
圖2(A)是模式地顯示被以本實施形態之加工裝置所加工之被加工物之例的立體圖。如圖2(A)所示，被加工物11是以例如矽等之半導體材料所形成之大致圓形的板狀物(晶圓)，且表面11a被區分成中央的元件區域13、和圍繞元件區域13之外周剩餘區域15。
元件區域13被排列成格子狀之切割道(分割預定線)17進一步劃分成複數個區域，且於各區域中形成有IC等元件19。被加工物11之外周11c被施予倒角加工，而帶有些許圓弧度。
此被加工物11之表面11a側黏貼有用以保護元件19之保護構件。圖2(B)是模式地顯示被加工物11上黏貼有保護構件之情形的立體圖。
如圖2(B)所示，是將保護構件21形成為與被加工物11為大致相同直徑之圓盤狀，且在表面21a側設置有接著層。作為保護構件21，可以採用例如黏著膠帶、樹脂基板、與被加工物11同樣之板狀物(晶圓)等。
使此保護構件21之表面21a側與被加工物11之表面11a側相面對，以使保護構件21與被加工物11重疊。藉此，就能透過接著層將保護構件21黏貼於被加工物11之表面11a側。
在開口4a之斜後方，設置有進行被加工物11之位置對準的校準機構12。此校準機構12包含暫置被加工物11之暫置台14，並對例如被以第1之搬送單元6從晶圓匣8a搬送出，且被暫置於暫置台14之被加工物11的中心進行位置對準。
在基台4之側面配置有跨過校準機構12之門型的支撐構造16。此支撐構造16上設置有搬送被加工物11的第2之搬送單元18。第2之搬送單元18，能夠在左右方向(X軸方向)、前後方向(Y軸方向)、以及上下方向(Z軸方向)上移動，並可將例如已用校準機構12進行過位置對準的被加工物11搬送到後方。
開口4a及校準機構12之後方處，形成有開口4b。在此開口4b內配置有以繞著朝鉛直方向延伸之旋轉軸的形式旋轉之圓盤狀的旋盤20。在旋盤20之上表面，以大致等角度間隔的形式設置有吸引保持被加工物11之4個工作夾台(保持組件)22。
以第2搬送單元18從校準機構12被搬出的被加工物11，是以使背面11b側露出於上方之狀態，往已定位於前方側之搬入搬出位置A上之工作夾台22搬入。旋盤20會朝圖示之旋轉方向R之朝向旋轉，而將工作夾台22依序定位到搬入搬出位置A、粗磨削位置B、精磨削位置C、磨削應變去除位置D。
各工作夾台22被連結於馬達等之旋轉驅動源(圖未示)，並以繞著朝鉛直方向延伸之施轉軸的形式旋轉。各
工作夾台22之上表面形成為可吸引保持被加工物11之保持面。此保持面可通過形成於工作夾台22內部之流路(圖未示)與吸引源(圖未示)連接。被搬入至工作夾台22之被加工物11，是藉著作用於保持面上之吸引源的負壓而吸引表面11a側(保護構件21側)。
在旋盤20之後方直立設置有朝上方延伸之壁狀的支撐構造24。支撐構造24之前面設置有2組升降單元26。各升降單元20具備有朝鉛直方向(Z軸方向)延伸之2條升降導軌28，且在此升降導軌28上可滑動地設置有升降台30。
在升降台30之後面側(背面側)固定有螺帽部(圖未示)，且在此螺帽部螺合有與升降導軌28平行之升降滾珠螺桿32。在升降滾珠螺桿32的一端部連結著升降脈衝馬達34。藉由以升降脈衝馬達34使升降滾珠螺桿32旋轉，升降台30便能沿著升降導軌28上下移動。
在升降台30之前面(表面)設置有固定具36。被定位於粗磨削位置B之上方的升降台30的固定具36處，固定有用以粗磨削被加工物11之粗磨削用的磨削單元(磨削組件)38a。另一方面，定位於精磨削位置C之上方的升降台30的固定具36處，固定有用以精磨削被加工物11之精磨削用的磨削單元(磨削組件)38b。
在磨削單元38a，38b之主軸殼體40中，各自收容著構成旋轉軸之主軸42，且在各主軸42之下端部(前端部)固定有圓盤狀的輪座44。
在磨削單元38a之輪座44的下表面，裝設有具備
粗磨削用之磨削磨石的磨削輪46a，且在磨削單元38b之輪座44的下表面，裝設有精磨削用之磨削磨石的磨削輪46b。在各主軸42之上端側連結著馬達等之旋轉驅動源(圖未示)，磨削輪46a、46b是透過由旋轉驅動源所傳達之旋轉力而旋轉。
使工作夾台22及主軸42旋轉，並且使磨削輪46a，46b下降，並一邊供給純水等磨削液一邊使其接觸被加工物11之背面11b側，藉此即能粗磨削或精磨削被加工物11。在磨削應變去除區域D的附近，設置有磨削應變去除單元(磨削應變去除組件)48，其可將已被磨削單元38a，38b磨削過之被加工物11的磨削應變部分地去除。
又，在搬入搬出位置A之上方，配置有判定被加工物11之去疵性的去疵性判定單元(去疵性判定組件)50。已被磨削單元38a，38b磨削過之被加工物11，在藉由磨削應變去除單元48將磨削應變部分地去除後，可透過去疵性判定單元50判定去疵性。
在校準機構12之前方設置有洗淨被加工物11之洗淨單元52，經去疵性判定後之被加工物11，是藉由第2之搬送單元18由工作夾台22搬送至洗淨單元52。以洗淨單元52洗淨過之被加工物11，會被第1之搬送單元6搬送並被收容到晶圓匣8b。
圖3是模式地顯示加工裝置2所具備之磨削應變去除單元48的立體圖。如圖3所示，在基台4之上表面直立設置有塊狀之支撐構造54。在支撐構造54之後面設置有使
磨削應變去除單元48在水平方向(在此為X軸方向)上移動之水平移動單元56。
水平移動單元56具備有固定於支撐構造54之後面且在水平方向(X軸方向)上平行之一對的水平導軌58。在水平導軌58上可滑動地設置有水平移動台60。在水平移動台60之後面側固定有螺帽部(圖未示)，且在此螺帽部螺合著與水平導軌58平行之水平滾珠螺桿(圖未示)。
在水平滾珠螺桿之一端部連結有脈衝馬達62。藉由以脈衝馬達62使水平滾珠螺桿旋轉，水平移動台60會沿水平導軌58在水平方向(X軸方向)上移動。
在水平移動台60之後面側，設置有使磨削應變去除單元48在鉛直方向(Z軸方向)上移動之鉛直移動單元64。鉛直移動單元64具備有固定於水平移動台60之後面且在鉛直方向(Z軸方向)上平行的一對鉛直導軌66。
在鉛直導軌66上可滑動地設置有鉛直移動台68。在鉛直移動台68之前面側(背面側)固定有螺帽部(圖未示)，且在此螺帽部螺合著與鉛直導軌66平行之鉛直滾珠螺桿(圖未示)。
在鉛直滾珠螺桿之一端部連結有脈衝馬達70。藉由以脈衝馬達70旋轉鉛直滾珠螺桿，鉛直移動台68會沿鉛直導軌66在鉛直方向(Z軸方向)上移動。
在鉛直移動台68之後面(表面)，固定有可將被加工物11之磨削應變部分地去除的磨削應變去除單元48。在磨削應變去除單元48之主軸殼體72中，收容有構成旋轉軸
之主軸74，且在主軸74之下端部(前端部)固定有圓盤狀之輪座76。
在輪座76之下表面裝設有與輪座76大致相同直徑之研磨輪78。研磨輪78具備有以不鏽鋼等之金屬材料所形成的輪基台78a。在輪基台78a之下表面固定有圓盤狀之研磨墊78b。
使工作夾台22及主軸74旋轉，並且使研磨輪78下降，且一邊供給研磨液一邊使研磨墊78b接觸被加工物11之背面11b側，藉此便能夠去除被加工物11之磨削應變。再者，此磨削應變去除單元48，是以殘留一定程度之磨削應變的方式研磨被加工物11。藉此，便能夠確保去疵性並且維持被加工物11之抗折強度。
圖4是模式地顯示加工裝置2所具備之去疵性判定單元50的局部剖面側視圖。如圖4所示，去疵性判定單元50，具備有可對被定位在搬入搬出位置A之被加工物11照射預定之波長(例如904nm、532nm、349nm等)之脈衝雷射光束L的雷射光束照射單元80。
在雷射光束照射單元80之附近，配置有可朝向被加工物11傳送(照射)微波M1，又可接收在被加工物11上反射之微波(電磁波)M2的微波傳送接收單元82。藉由此微波傳送接收單元82，能夠檢測出在被加工物11之背面11b側所反射之微波M2的強度變化。
如圖4所示，在對具備有包含預定之磨削應變之去疵層23的被加工物11的去疵性進行判定的情況中，首先，
是從微波傳送接收單元82朝向被加工物11之背面11b傳送(照射)微波(電磁波)M1。
在此狀態下，當由雷射光束照射單元80對微波M1之被照射區域照射脈衝雷射光束L後，就會在被加工物11之背面11b側產生過剩載子(電子、電洞)，而增大微波M1的反射率。
亦即，以微波傳送接收單元82所接收之微波M2的強度會變大。之後，在沒有照射脈衝雷射光束L之期間，隨著載子的再結合微波M1之反射率會慢慢地降低。亦即，微波M2會逐漸衰減。
本發明的發明人們經過專心致力研究的結果，發現了以下的關係：當去疵層23之去疵性變高時，在脈衝雷射光束L的照射下所產生的載子之活期(從載子產生到再結合為止之時間)就會變短。並且，想到可以藉由測定對應於載子之活期的微波M2之衰減時間來評價去疵性，而完成了本發明。
具體來說，是藉由測定微波M2對評價對象之被加工物11的衰減時間，並將此衰減時間與預定之基準時間相比較來評價去疵性。作為基準時間，可採用例如微波M2對沒有形成去疵層23之晶圓(裸晶圓)的衰減時間。
在將脈衝雷射光束L之波長設為904nm的情況中，對於例如衰減時間為基準時間之94%以下的被加工物11，會評價為具有去疵性。又，在將脈衝雷射光束L之波長設為532nm的情況中，對於衰減時間為基準時間的75%以下的被
加工物11，會評價為具有去疵性。
此外，在將脈衝雷射光束L之波長設為349nm的情況中，對於衰減時間為基準時間之45%以下的被加工物11，會評價為具有去疵性。但是，能夠使用在此評價方法中之脈衝雷射光束L的波長，並不限定於上述之904nm、532nm、349nm。
又，也可以採用同樣的方法評價被加工物11之抗折強度。在將脈衝雷射光束L之波長設為904nm的情況中，對於衰減時間為基準時間之85%以上的被加工物11，會評價為具有抗折強度。又，在將脈衝雷射光束L之波長設為532nm的情況中，對於衰減時間為基準時間之55%以上的被加工物11，會評價為具有抗折強度。
此外，在將脈衝雷射光束L之波長設為349nm的情況中，對於衰減時間為基準時間之20%以上的被加工物11，會評價為具有抗折強度。在評價被加工物11之抗折強度的情況中，也可以使用與上述之904nm、532nm、349nm不同波長的脈衝雷射光束L。
再者，在藉由此去疵性判定單元50判定出被加工物11之去疵性為不充分的情況中，宜再次實施粗磨削、精磨削、磨削應變去除之各步驟，以提高被加工物11之去疵性。
接著，針對為了確認以去疵性判定單元50所實施之上述判定的妥當性而進行之實驗進行說明。
(實驗)
在本實驗中，對於在各種相異條件(條件1~條件10)下形成去疵層23之被加工物11，確認了上述之衰減時間、對金屬污染之耐受性及抗折強度。照射在被加工物11上之脈衝雷射光束L的波長有904nm、532nm、349nm三種。
分別將脈衝雷射光束L之波長設為904nm的情況之實驗結果顯示於表1、將脈衝雷射光束L之波長設為532nm的情況之實驗結果顯示於表2、將脈衝雷射光束L之波長設為349nm的情況之實驗結果顯示於表3。再者，在各表中，「OK」表示良好、「NG」表示不良。又，在各表中，是將沒有形成去疵層23之晶圓(裸晶圓)的實驗結果作為基準(reference)而顯示。
從各表中可以確認上述之判定是妥當的。例如，要使其兼具去疵性與抗折強度，只要將被加工物11加工成以下條件即可：在波長為904nm時衰減時間為基準時間之85%以上且94%以下，當波長為532nm時衰減時間為基準時間之55%以上且75%以下、當波長為349nm時衰減時間為基準時間之20%以上且45%以下。
如以上所說明地，本發明之加工裝置2，由於除了保持被加工物11之工作夾台(保持組件)22、磨削被加工物11之磨削單元(磨削組件)38a、38b外，還具備有能夠判定磨削被加工物11後所形成之磨削應變是否具有去疵性的去疵性判定單元(去疵性判定組件)50，所以能夠在加工步驟中評
價被加工物11之去疵性。
再者，本發明並未受限於上述實施形態之記載，且能夠進行各種變更而實施。例如，在上述實施形態中，作為基準時間，雖然是採用了微波M2對沒有形成去疵層23之晶圓(裸晶圓)的衰減時間，但基準時間可以任意地變更。例如，將微波M2對已將去疵性最佳化之被加工物11的衰減時間作為基準時間亦可。
又，在上述實施形態中，雖然是針對一體地具備有朝向被加工物11傳送(照射)微波M1之傳送部，和接收在被加工物11上所反射之微波(電磁波)M2的接收部的微波傳送接收單元82進行說明，但是微波傳送接收單元之傳送部與接收部也可以是分開獨立的。
又，在上述實施形態中，雖然是針對研磨被加工物11(代表性的例子如CMP)以將磨削應變部分地去除之磨削應變去除單元(磨削應變去除組件)48進行說明，但是也可以將磨削應變去除單元(磨削應變去除組件)構成為利用乾式蝕刻、濕式蝕刻、電漿蝕刻、乾式拋光等方法去除磨削應變。
另外，上述實施形態之構成、方法等，只要在不脫離本發明之目的之範圍內，均可適當變更而實施。
Claims (2)
- 一種加工裝置，其特徵在於包括有：保持組件，保持晶圓；磨削組件，磨削被該保持組件所保持之晶圓；以及去疵性判定組件，判定去疵層是否具有去疵性，前述去疵層包含以該磨削組件磨削被該保持組件所保持之晶圓的背面而生成的磨削應變，該去疵性判定組件具有：雷射光束照射單元，對晶圓照射預定之波長的雷射光束；以及傳送接收單元，朝向晶圓照射電磁波，並接收晶圓所反射之電磁波，且前述去疵性判定組件是朝向晶圓的背面從該傳送接收單元照射電磁波，並且從該雷射光束照射單元照射雷射光束，而在晶圓的背面側使過剩載子產生，且以該傳送接收單元接收晶圓所反射之電磁波來測定該電磁波的衰減時間，並將已測定之該電磁波的衰減時間，與未形成該去疵層的晶圓中之電磁波的衰減時間比較，以評價該去疵層的去疵性。
- 如請求項1之加工裝置，其還具備有磨削應變去除組件，其可將以該磨削組件磨削而生成之磨削應變的一部分去除。
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