TWI785206B - 研削裝置 - Google Patents

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Abstract

[課題] 可防止在晶圓的外周緣發生崩缺。[解決手段] 研削裝置1因為具備清洗噴嘴50A、50B，其在藉由旋轉手段13旋轉的保持台10所保持的晶圓W的外周緣Wc噴灑清洗水53，因此例如粗研削晶圓W時，能夠藉由清洗噴嘴50A在晶圓W的外周緣Wc噴灑清洗水53，洗去附著在外周緣Wc的屑100，且精研削晶圓W時，亦能夠藉由清洗噴嘴50B在粗研削完的晶圓W的外周緣Wc噴灑清洗水53進行清洗，故例如在以精研削薄化晶圓W讓晶圓厚度變得比屑100小的時候，不會有附著在外周緣Wc的屑100被牽引到晶圓W的上表面的疑慮。因此，在薄化後的晶圓W的外周緣Wc不再發生崩缺。

Description

研削裝置
本發明係關於一種將晶圓研削加工的研削裝置。
研削晶圓的研削裝置可將晶圓研削至預定厚度，具備：保持晶圓的保持台；以及研削手段，可旋轉地裝設有研削輪，研削磨石固定在研削輪上且對被保持在保持台的晶圓實施研削。在研削裝置中，將研削輪或保持台交換等之後，為了讓保持台的保持面與研削磨石的研削面平行，實施藉由研削磨石研削保持面的自磨（self-grind）（例如參照下述特許文獻1）。
保持台由圓盤狀的多孔板以及圍繞多孔板的框體所構成，藉由自磨讓多孔板的上表面與框體的上表面為同一面。多孔板的上表面成為保持晶圓的保持面。一方面，使框體的上表面接觸接觸式的高度測量部，成為測量保持面的高度之測量面。在研削加工中，測量保持面所保持的晶圓的上表面高度，同時測量框體的上表面高度，從其高度差算出晶圓的厚度並將晶圓研削至期望厚度。在研削加工中，具有粗研削晶圓之粗研削以及將粗研削後的晶圓精研削至期望的完工厚度之精研削，使精研削後的晶圓薄化至例如5~10µm的厚度。在精研削的晶圓的外周緣會發生崩缺。因為在精研削使用的研削磨石的磨粒成為發生崩缺的原因，故作為對策，藉由以小磨粒構成精研削用的研削磨石來防止晶圓的外周緣發生崩缺。 [習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2014-237210號公報
但是，即使提出如上述的對策可降低在晶圓的外周緣發生崩缺，但仍難以完全不發生崩缺。
本發明鑒於上述情況，以可防止在晶圓的外周緣發生崩缺作為目的。
本發明係一種研削裝置，具備：保持圓板狀的晶圓的保持台、使該保持台旋轉的旋轉手段，以及使環狀地配設研削磨石的研削輪旋轉且藉由該研削磨石研削該保持台所保持的晶圓之研削手段；該研削裝置具有清洗噴嘴，在藉由該旋轉手段旋轉該保持台所保持的晶圓的外周緣噴灑清洗水。
較佳為，上述清洗噴嘴具備噴射口，在上述保持台所保持的晶圓的外周緣噴灑上述清洗水，且將該清洗噴嘴定位於從該保持台所保持的晶圓的外周側至該保持面方向上之晶圓的外周緣的切線方向的更內側，且相對於該保持面以預定角度使該噴射口朝向下，在晶圓的外周緣噴灑該清洗水。
另外，本發明較佳為，具備按壓噴嘴，從上述清洗噴嘴噴灑上述清洗水的晶圓的外周緣部分的上方側噴灑清洗水，對該保持面按壓晶圓。
本發明的研削裝置因為具備清洗噴嘴，在藉由旋轉手段旋轉的保持台所保持的晶圓的外周緣噴灑清洗水，因此例如粗研削晶圓時，能夠藉由清洗噴嘴在晶圓的外周緣噴灑清洗水，洗去附著在外周緣的研削屑或磨粒，另外，精研削晶圓時，亦能夠藉由清洗噴嘴在粗研削完的晶圓的外周緣噴灑清洗水進行清洗，而不讓研削屑或磨粒附著在晶圓的外周緣，故例如在精研削時不會有研削屑或磨粒被牽引到晶圓W的上表面的疑慮。因此，根據本發明在薄化後的晶圓的外周緣不再發生崩缺。
上述清洗噴嘴因為構成為具備噴射口，在上述保持台所保持的晶圓的外周緣噴灑上述清洗水；且清洗噴嘴定位於從保持台所保持的晶圓的外周側至保持面方向上之晶圓的外周緣的切線方向的更內側，相對於保持面以預定角度使噴射口朝向下，並在晶圓的外周緣噴灑該清洗水，故可提高研削時的晶圓的外周緣的清洗效果，在薄化後的晶圓的外周緣不會發生崩缺。
另外，本發明因為具備按壓噴嘴，從上述清洗噴嘴噴灑上述清洗水的晶圓的外周緣部分的上方側噴灑清洗水，對保持面按壓晶圓，故即使將清洗噴嘴的上述預定角度設定為相對於保持面接近平行的角度，在切削時晶圓的外周緣也不會從保持台浮上，可良好地清洗外周緣。
圖1所示的研削裝置1係對作為工件之圓板狀的晶圓W實施研削之研削裝置的一例。研削裝置1具有在Y軸方向延伸的裝置基底2，在裝置基底2的-Y方向側相鄰配設台座3a、3b。在台座3a載置有容納研削前的晶圓W之卡匣4a，在台座3b載置有容納研削後的晶圓W之卡匣4b。在面對卡匣4a及卡匣4b的位置配設有搬出搬入手段5，從卡匣4a進行晶圓W的搬出並且進行往卡匣4b的晶圓W的搬入。在搬出搬入手段5的可動範圍配設有：暫置手段6，用來暫置晶圓W；以及清洗手段7，清洗附著在研削後的晶圓W的研削屑。
研削裝置1具備：可自轉的旋轉台8；保持台10，具有保持配設在旋轉台8上的晶圓W的保持面11a；旋轉手段13，使保持台10旋轉；研削手段20A，對在保持台10所保持的晶圓W實施粗研削；以及研削手段20B，對在保持台10所保持的粗研削完後的晶圓W實施研削。在暫置手段6的附近具備第1搬送手段9a，其將暫置於暫置手段6的研削前的晶圓W搬送到保持台10。另外，在清洗手段7的附近具備第2搬送手段9b，將在保持台10保持的研削後的晶圓W搬送到清洗手段7。
保持台10以旋轉台8的中心為中心等角度配設，例如配設有3個。保持台10由圓盤狀的多孔板11，以及容納多孔板11的框體12所構成，多孔板11的上表面成為吸引保持晶圓W的保持面11a。圍繞保持台10的保持面11a之框體12的環狀的外周側上表面為具有與保持面11a同高度的基準面12a。在各保持台10的下端分別連接有旋轉手段13，成為能以預定旋轉速度自轉。藉由旋轉台8旋轉，可使保持台10公轉。再者，保持台10的保持面11a以其中心部分作為頂點使外周方向向下方傾斜形成傾斜面。
在裝置基底2的+Y方向側的端部立設有在Z軸方向延伸的柱14a。在柱14a的前方側透過研削進給手段30A配設有研削手段20A。研削手段20A具備：主軸21，具有Z軸方向的軸心；馬達22，在主軸21的一端連接；主軸外殼23，使主軸21可旋轉地圍繞支撐；支架24，保持主軸外殼23；研削輪26，在主軸21的下端透過安裝件25裝卸自如地裝設；以及粗研削用的研削磨石27a，環狀地配設在研削輪26的下部。作為研削磨石27a的磨粒的粒度，例如使用#600（平均粒徑20µm）。並且，使馬達22驅動且主軸21旋轉，可藉此使研削輪26以預定的旋轉速度旋轉。
研削進給手段30A具備：滾珠螺桿31，在Z軸方向延伸；馬達32，連接於滾珠螺桿31的一端；一對導軌33，與滾珠螺桿31平行延伸配設在柱14a；以及昇降板34，其一側的面連接於支架24。導軌33滑動接合在昇降板34的另一側的面，滾珠螺桿31與在昇降板34的中央部形成的螺帽螺合。藉由馬達32驅動滾珠螺桿31，可使昇降板34和研削手段20A同時在±Z方向昇降。
在裝置基底2的+Y方向側的端部，和柱14a之間設有預定間隔而立設柱14b。在柱14b的前方側透過研削進給手段30B配設有研削手段20B。研削手段20B具備：研削輪26，在主軸21的下端透過安裝件25裝卸自如地裝設；以及精研削用的研削磨石27b，環狀地配設在研削輪26的下部；除此之外則與研削手段20A為同樣的構成。作為研削磨石27b的磨粒的粒度，例如使用#8000。在研削手段20B使馬達22驅動且主軸21旋轉，可藉此使研削輪26以預定的旋轉速度旋轉。
研削進給手段30B亦與研削進給手段30A為相同的構成。亦即，研削進給手段30B具備：滾珠螺桿31；馬達32，連接於滾珠螺桿31的一端；一對導軌33，與滾珠螺桿31平行延伸配設在柱14b；以及昇降板34，其一側的面連接於支架24；藉由馬達32驅動滾珠螺桿31，可使昇降板34和研削手段20B同時在±Z方向昇降。
在旋轉台8的中央立設有支柱15。在支柱15的上端面上固定有殼體16。在殼體16的研削手段20A側（-X方向側）的側面配設有厚度測量手段40A，其測量藉由研削手段20A粗研削的晶圓W的厚度，且在殼體16的研削手段20B側（+X方向側）的側面配設有厚度測量手段40B，其測量藉由研削手段20B精研削的晶圓W的厚度。厚度測量手段40A、40B為接觸式的高度量規，具備：第1量規41，測量在保持台10的保持面11a所保持的晶圓W的上表面高度；以及第2量規42，測量在保持台10的保持面11a的保持面高度。
第1量規41具有接觸被測量物的正面之測量頭，測量頭的位置對應保持台10的保持面11a的位置。在第1量規41可將該測量頭接觸於保持台10所保持的晶圓W的上表面時的高度作為晶圓W的上表面高度而測量。第2量規42具有接觸被測量物的正面之測量頭，並對應保持台10的基準面12a的位置。在第2量規42可將該測量頭接觸基準面12a時的高度作為保持台10的保持面高度而測量。並且，厚度測量手段40A、40B可將第1量規41的測定值及第2量規42的測定值的差作為晶圓W的厚度算出。
研削裝置1具有清洗噴嘴50A、50B，其朝向藉由旋轉手段13旋轉的保持台10所保持的晶圓W的外周緣Wc噴灑清洗水。清洗噴嘴50A由在研削手段20A側（-X方向側）的旋轉台8的外側立設的支撐部17a所支撐。清洗噴嘴50A具備朝噴射口51，其向保持台10所保持的晶圓W的外周緣Wc噴灑清洗水，噴射口51連接清洗水供給源52。清洗噴嘴50A可清洗研削手段20A對晶圓W的粗研削時晶圓W的外周緣Wc。清洗噴嘴50B由在研削手段20B側（+X方向側）的旋轉台8的外側立設的支撐部17b所支撐。清洗噴嘴50B的構成與清洗噴嘴50A相同，噴射口51連接清洗水供給源52。清洗噴嘴50B可清洗研削手段20B對晶圓W的精研削時之晶圓W的外周緣Wc。
接著，說明關於圖1所示的研削裝置1的動作例。研削前的晶圓W在和上表面（被研削面）為反對側的下表面黏貼有膠膜T，並以多片容納於卡匣4a。搬出搬入手段5從卡匣4a取出1片研削前的晶圓W，在暫置手段6暫置晶圓W。在暫置手段6實施晶圓W的對位後，藉由第1搬送手段9a從暫置手段6搬送晶圓W至保持台10。保持台10藉由使吸引源的吸引力作用的保持面11a透過膠膜T吸引保持晶圓W。
藉由旋轉台8旋轉，使保持晶圓W的保持台10移動至研削手段20A的下方。藉由旋轉手段13，如圖2所示，使保持台10往例如箭頭A方向旋轉。接著，藉由圖1所示的研削進給手段30A使研削手段20A在-Z方向下降，且研削手段20A藉由使主軸21旋轉，使研削磨石27a在例如箭頭A方向旋轉，以研削磨石27a一邊按壓晶圓W的上表面一邊進行粗研削。
粗研削中從清洗噴嘴50A朝向晶圓W的外周緣Wc噴灑清洗水53進行清洗。在此，如圖2所示在箭頭A方向旋轉的研削磨石27a的旋轉軌跡中，研削磨石27a實際接觸晶圓W的上表面進行研削的圓弧狀區域成為研削區域P。粗研削中，研削磨石27a一邊持續通過晶圓W的中心Wo，研削磨石27a的研削面一邊在研削區域P中接觸晶圓W的上表面並進行粗研削。
在粗研削時清洗晶圓W的外周緣Wc的時候，較佳為將清洗噴嘴50A從保持台10所保持的晶圓W的外周側，定位至保持面方向上之晶圓W的外周緣Wc的切線方向的更靠晶圓的內側，且相對於圖3所示之保持台10的保持面11a以預定角度使噴射口51朝向下，在晶圓W的外周緣Wc噴灑清洗水53。本實施方式所示之清洗噴嘴50A定位於從圖2所示之晶圓W的外周緣Wc的切線方向稍微往內側的噴射位置SP1，從噴射口51以面對在箭頭A方向上旋轉的晶圓W的旋轉方向的方式，朝向外周緣Wc噴射清洗水53。
清洗噴嘴50A的位置並非限定於上述噴射位置SP1。舉例而言，可將清洗噴嘴50A沿著晶圓W的外周緣Wc的切線方向定位於可噴射清洗水53的噴射位置SP2上，亦可將清洗噴嘴50A定位於與噴射位置SP1、SP2的相反側的位置上朝向晶圓W的外周緣Wc可噴射清洗水53的噴射位置SP3。
如圖3所示，作為從清洗噴嘴50A的噴射口51噴射清洗水53的預定角度，舉例而言設定為相對於保持台10的保持面11a朝向下45°。一邊從以上述方式般定位的清洗噴嘴50A的噴射口51噴灑清洗水53到晶圓W的外周緣Wc，一邊進行粗研削，藉此洗去附著在晶圓W的外周緣Wc的屑100。屑100包含研削屑或磨粒。雖然清洗噴嘴50A的預定角度並無特別限定，但是當角度比45°小時，則晶圓W會藉由從噴射口51噴射的清洗水53從保持台10浮起，而當角度比45°大時，則無法從晶圓W的外周緣Wc完全除去研削屑或磨粒，清洗效果變得不佳。因此，清洗噴嘴50A的預定角度為45°較佳，可提高晶圓W的外周緣Wc的清洗效果。
粗研削中，使用如圖1所示的厚度測量手段40A持續監控晶圓W的厚度的變化，當晶圓W成為期望的厚度的時候結束粗研削。再者，使粗研削後的晶圓W的厚度設定為100~200µm。另外，在粗研削時產生的屑100為10~20µm。之後，藉由旋轉台8進一步旋轉，使保持粗研削後的晶圓W的保持台10移動至研削手段20B的下方。使保持台10旋轉，同時研削手段20B使主軸21旋轉並使研削磨石27b以預定的旋轉速度旋轉，且藉由研削進給手段30B使研削手段20B在例如-Z方向下降，以旋轉的研削磨石27b將晶圓W的上表面精研削至預期的完工厚度。即使在藉由研削手段20B進行精研削的情況，與研削手段20A相同，在圖2所示的研削區域P中研削磨石27b接觸晶圓W的上表面進行精研削。再者，使期望的完工厚度設定為例如5~10µm。
即使在精研削時清洗晶圓W的外周緣Wc的情況，亦將清洗噴嘴50B定位於圖2所示的噴射位置SP1，且相對於圖3所示之保持台10的保持面11a以例如45°使噴射口51朝向下，在晶圓W的外周緣Wc噴灑清洗水53。一邊從以上述方式般定位的清洗噴嘴50B的噴射口51噴灑清洗水53到晶圓W的外周緣Wc，一邊藉由進行精研削清洗晶圓W的外周緣Wc。在精研削時，從外周緣Wc除去大量的屑100，即使在外周緣Wc進行粗研削後時發生的屑100暫時殘存，亦可藉由清洗水53洗去。精研削中，使用如圖1所示的厚度測量手段40B持續監控晶圓W的厚度的變化，當晶圓W成為期望的完工厚度的時候結束精研削。再者，清洗噴嘴50B亦可定位於噴射位置SP2或噴射位置SP3。
如此，本發明的研削裝置1因為在藉由旋轉手段13旋轉的保持台10所保持的晶圓W的外周緣Wc具備噴灑清洗水53的清洗噴嘴50A、50B，故以研削手段20A粗研削晶圓W時，藉由清洗噴嘴50A在晶圓W的外周緣Wc噴灑清洗水53，可洗去附著在外周部Wc的屑100。另外，以研削手段20B精研削晶圓W時，亦可藉由清洗噴嘴50B在粗研削完的晶圓W的外周緣Wc噴灑清洗水53進行清洗，因此例如在以精研削薄化晶圓W讓晶圓厚度變得比屑100小的時候，不會有附著在外周緣Wc的屑100被牽引到晶圓W的上表面的疑慮。因此，根據本發明在薄化後的晶圓W的外周緣Wc不再發生崩缺。
研削裝置1例如圖4所示，亦可具備按壓噴嘴60，從清洗噴嘴50A（50B）噴灑清洗水53之晶圓W的外周緣部分的上方側噴灑清洗水62並對保持面11a按壓晶圓W。按壓噴嘴60具備噴射洗淨水62的噴射口61，並定位在晶圓W的外周緣Wc部分的正上方。在圖4的例子中，作為從清洗噴嘴50A（50B）的噴射口51噴射清洗水53的預定角度，舉例而言設定為相對於保持台10的保持面11a朝向下25°。從以上述方式般定位的清洗噴嘴50A（50B）的噴射口51噴灑清洗水53到晶圓W的外周緣Wc進行洗淨的同時，一邊朝向其外周緣部分從按壓噴嘴60的噴射口61噴灑清洗水62，對保持面11a按壓外周緣Wc，一邊洗去附著在晶圓W的外周緣Wc的屑100，可進行晶圓W的粗研削與精研削。
如此，在研削裝置1具備按壓噴嘴60的情況，因為可從按壓噴嘴60噴灑清洗水62將晶圓W按壓在下方，即使將清洗噴嘴50A（50B）的預定角度設定為比45°小的角度，在研削時晶圓W的外周緣Wc亦不會從保持台浮起，可良好地清洗外周緣Wc。
本發明亦適用於對晶圓W進行粗研削與精研削之前，進行對晶圓W的外周緣Wc的倒角部分研削並除去的加工（修邊）之情況。亦即，在晶圓W的外周緣Wc實施修邊時，亦可藉由清洗噴嘴在晶圓W的外周緣Wc噴灑清洗水。
上述的實施方式所示的研削裝置1雖設為具備2個研削手段20A、20B的2軸裝置，但並非限定於此裝置構成，本發明亦可適用於具備1個研削手段的單軸的裝置。
1‧‧‧研削裝置 2‧‧‧裝置基底 3a、3b‧‧‧台座 4a、4b‧‧‧卡匣 5‧‧‧搬出入手段 6‧‧‧暫置台 7‧‧‧清洗手段 8‧‧‧旋轉台 9a‧‧‧第1搬送手段 9b‧‧‧第2搬送手段 10‧‧‧保持台 11‧‧‧多孔板 12‧‧‧框體 13‧‧‧旋轉手段 14a、14b‧‧‧柱 15‧‧‧支柱 16‧‧‧殼體 17a、17b‧‧‧支撐部 20A、20B‧‧‧研削手段 21‧‧‧主軸 22‧‧‧馬達 23‧‧‧主軸外殼 24‧‧‧支架 25‧‧‧安裝件 26‧‧‧研削輪 27a、27b‧‧‧研削磨石 30A、30B‧‧‧研削進給手段 31‧‧‧滾珠螺桿 32‧‧‧馬達 33‧‧‧導軌 34‧‧‧昇降板 40A、40B‧‧‧厚度測量手段 41‧‧‧第1量規 42‧‧‧第2量規 50A、50B‧‧‧清洗噴嘴 51‧‧‧噴射口 52‧‧‧清洗水供給源 53‧‧‧清洗水 60‧‧‧按壓噴嘴 61‧‧‧噴射口 62‧‧‧清洗水
圖1係表示研削裝置的構成之立體圖。 圖2係表示研削磨石的研削區域並同時說明清洗噴嘴的位置的說明圖。 圖3係表示從清洗噴嘴在晶圓的外周緣噴灑清洗水並以研削磨石研削晶圓的狀態之剖面圖。 圖4係表示一邊從清洗噴嘴在晶圓的外周緣噴灑清洗水，並同時以按壓噴嘴從晶圓的外周緣部分的上方側噴灑清洗水進行按壓，一邊以研削磨石研削晶圓的狀態之剖面圖。
T‧‧‧膠膜
W‧‧‧晶圓
Wc‧‧‧外周緣
1‧‧‧研削裝置
2‧‧‧裝置基底
3a、3b‧‧‧台座
5‧‧‧搬出入手段
6‧‧‧暫置台
7‧‧‧清洗手段
8‧‧‧旋轉台
9a‧‧‧第1搬送手段
9b‧‧‧第2搬送手段
10‧‧‧保持台
11‧‧‧多孔板
11a‧‧‧保持面
12‧‧‧框體
12a‧‧‧基準面
13‧‧‧旋轉手段
14a、14b‧‧‧柱
15‧‧‧支柱
16‧‧‧殼體
17a、17b‧‧‧支撐部
20A、20B‧‧‧研削手段
21‧‧‧主軸
22‧‧‧馬達
23‧‧‧主軸外殼
24‧‧‧支架
25‧‧‧安裝件
26‧‧‧研削輪
27a、27b‧‧‧研削磨石
30A、30B‧‧‧研削進給手段
31‧‧‧滾珠螺桿
32‧‧‧馬達
33‧‧‧導軌
34‧‧‧昇降板
40A、40B‧‧‧厚度測量手段
41‧‧‧第1量規
42‧‧‧第2量規
50A、50B‧‧‧清洗噴嘴
51‧‧‧噴射口
52‧‧‧清洗水供給源

Claims (2)

  1. 一種研削裝置，具備：保持圓板狀的晶圓的保持台、使該保持台旋轉的旋轉手段，以及使環狀地配設研削磨石的研削輪旋轉且藉由該研削磨石研削該保持台所保持的晶圓之研削手段；該研削裝置具有清洗噴嘴，在藉由該旋轉手段旋轉該保持台所保持的晶圓的外周緣噴灑清洗水；前述清洗噴嘴具備噴射口，在前述保持台所保持的晶圓的前述外周緣噴灑前述清洗水；將該清洗噴嘴從該保持台所保持的晶圓的外周側，定位至比保持面方向上之晶圓的外周緣的切線方向更靠晶圓的內側，且相對於該保持面以預定的角度使該噴射口朝向下，從該噴射口以面對旋轉的晶圓的旋轉方向的方式朝向晶圓的外周緣噴灑該清洗水。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之研削裝置，其中，具備按壓噴嘴，從前述清洗噴嘴噴灑前述清洗水的晶圓的外周緣部分的上方側噴灑清洗水，對該保持面按壓晶圓。
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