TWI805732B - 磨削裝置 - Google Patents

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TWI805732B
TWI805732B TW108112496A TW108112496A TWI805732B TW I805732 B TWI805732 B TW I805732B TW 108112496 A TW108112496 A TW 108112496A TW 108112496 A TW108112496 A TW 108112496A TW I805732 B TWI805732 B TW I805732B
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現王園二郎
大波豪
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日商迪思科股份有限公司
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Abstract

進行成在將磨削水從晶圓的外周側朝向中央噴附的情況下，不讓磨削屑附著於保持晶圓的工作夾台的保持面上，以免污染晶圓的下表面。

在將具有與晶圓的大致相同直徑之保持面的圓板狀的多孔板支撐在基台上，並且環狀部圍繞多孔板的側面的工作夾台中，環狀部具備與保持面為面齊平且形成為環狀之環形上表面、以及從環形上表面的外周端朝下方延伸的外側面，外側面是以垂下面及逐漸擴展面所形成，前述垂下面是從環形上表面的外周端垂下之面，前述逐漸擴展面是連接垂下面的下端與基台的上表面，且直徑從垂下面的下端朝向基台的上表面而變大之面。

Description

磨削裝置
發明領域
本發明是有關於一種保持晶圓的工作夾台及具備有該工作夾台的磨削裝置。
發明背景
一種磨削加工裝置，具備：工作夾台，具有保持晶圓之保持面；及磨削機構，使環狀地配設有磨削磨石之磨削輪旋轉，且藉由磨削磨石磨削工作夾台所保持的晶圓，在前述磨削加工裝置中，是將保持晶圓的保持面與磨削磨石的磨削面設成平行，以對保持面所保持的晶圓的上表面進行磨削。
在這樣所構成的磨削裝置中，是使保持晶圓的工作夾台旋轉，並且使磨削輪旋轉，使磨削輪的磨削磨石從晶圓的外周側進入中央，且一邊對磨削磨石供給磨削水一邊磨削晶圓。因為磨削水也會受到由磨削輪的旋轉所形成的離心力，所以會從晶圓的外周朝向中央飛散(參照例如專利文獻1)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2012-121118號 公報
發明概要
但是，因為從晶圓的外周朝向中央之磨削水會噴附到晶圓的側面，而使包含有磨削屑的磨削水進入晶圓的下表面(實際上，是貼附於晶圓的下表面的保護膠帶的下表面)與保持面的間隙。因此，磨削屑會進入並附著於保持面之中保持晶圓的外周部分的部分。又，有下述問題：當磨削屑附著於保持面的該部分時，晶圓之中保持於該部分之外周部分的下表面也受到污染。
從而，所要求的是，進行成在將磨削水從晶圓的外周側朝中央噴附的情況下，不讓磨削屑附著於保持晶圓的工作夾台的保持面上，以免污染晶圓的下表面。
第1發明為一種工作夾台，是裝設於對磨削磨石供給磨削水且磨削圓板狀的晶圓之磨削裝置，且吸引保持晶圓，前述工作夾台具備：圓板狀的多孔板，具有與晶圓之面大致相同直徑的保持面；基台，具有支撐與該保持面相反側之面的上表面，且具備使該上表面連通於吸引源的連通路；及環狀部，圍繞已支撐於該基台之該多孔板的側面， 該環狀部具備與該保持面為面齊平且形成為環狀之環形上表面、以及從該環形上表面的外周端朝下方延伸的 外側面，該外側面是以垂下面及逐漸擴展面所形成，前述垂下面是從該環形上表面的外周端垂下之面，前述逐漸擴展面是連接該垂下面的下端與前述基台的上表面，且直徑從該垂下面的下端朝向該基台的上表面而變大之面。
第2發明為一種具備有前述工作夾台的磨削裝置，並具備：逐漸擴展面高度測定機構，測定前述保持面的高度及前述逐漸擴展面的高度；晶圓上表面高度測定機構，測定該保持面所保持的晶圓的上表面的高度；儲存機構，儲存該逐漸擴展面高度測定機構所測定出的該保持面的高度、與該逐漸擴展面高度測定機構所測定出的該逐漸擴展面之中距離該工作夾台的旋轉中心規定距離的位置中的高度之高低差；及計算機構，計算該晶圓上表面高度測定機構所測定出的晶圓上表面的高度、與該逐漸擴展面高度測定機構所測定出的該逐漸擴展面之中距離該工作夾台的旋轉中心規定距離的位置中的高度之差，並進一步從該差減去該儲存機構所儲存的該高低差，而計算該工作夾台所保持的晶圓的厚度， 若預先設定的晶圓的厚度與該計算機構所計算的晶圓的厚度為一致，即結束磨削。
第3發明為一種具備有前述工作夾台的磨削裝置，並具備：逐漸擴展面高度測定機構，測定前述逐漸擴展面的高度；晶圓上表面高度測定機構，測定前述保持面所保持的晶圓的上表面的高度；儲存機構，儲存該逐漸擴展面高度測定機構所測定出的該逐漸擴展面之中距離該工作夾台 的旋轉中心規定距離的位置中的高度、與該晶圓上表面高度測定機構所測定出的該保持面的高度之高低差；及計算機構，計算該晶圓上表面高度測定機構所測定出的晶圓上表面的高度、與該逐漸擴展面高度測定機構所測定出的該逐漸擴展面之中距離該工作夾台的旋轉中心規定距離的位置中的高度之差，並進一步從該差減去該儲存機構所儲存的該高低差，而計算該工作夾台所保持的晶圓的厚度，若預先設定之晶圓的厚度與該計算機構所計算的晶圓的厚度為一致，即結束磨削。
因為本發明之工作夾台是藉由在環狀部的外側面形成垂下面與逐漸擴展部，而將環形上表面的寬度形成得較狹窄，所以包含磨削屑的磨削水會難以附著在環形上表面。從而，磨削水變得難以進入保持面與晶圓的下表面之間，而可減低晶圓的下表面受到污染之疑慮。又，飛散的磨削水的大部分會射到環狀部的垂下面，已射到垂下面的磨削水是沿著逐漸擴展面而流下。從而，可以防止下述情況：由於磨削屑沿晶圓的外側面堆積且該磨削屑附著於晶圓的上表面，而引起磨削不良的情況。
在本發明之磨削裝置中，即使在為了將環形上表面的寬度形成得較狹窄而無法藉由高度測定機構測定環形上表面的高度的情況下，也可藉由測定逐漸擴展面的規定位置的高度，而變得可測定晶圓的厚度。
1:磨削裝置
2:工作夾台
21:多孔板
211:保持面
212:下表面(保持面的相反側之面)
22:基台
221、224、Wa:上表面
222:連通路
223:凹部
23:環狀部
231:垂下面
232:逐漸擴展面
233:環狀垂直面
234:環形上表面
24:吸引源
3:磨削機構
31:主軸
32:殼體
33:安裝座
34:磨削輪
341:基台
342:磨削磨石
35:馬達
36:磨削水流入部
4:磨削進給機構
41:滾珠螺桿
42:導軌
43:脈衝馬達
44:升降部
45:支持器
5:高度測定機構
51:逐漸擴展面高度測定機構
511、512:高低差
513:差
52:晶圓上表面高度測定機構
61:計算機構
62:儲存機構
A、B:方向
W:晶圓
Wb:下表面
Wc:外側面
圖1是顯示磨削裝置的例子的立體圖。
圖2是顯示工作夾台的例子的分解立體圖。
圖3是顯示工作夾台的例子的立體圖。
圖4是顯示工作夾台的例子的縱向截面圖。
圖5是顯示逐漸擴展面高度測定機構測定逐漸擴展面的高度，並且晶圓上表面高度測定機構測定保持面的高度的狀態的截面圖。
圖6是顯示逐漸擴展面高度測定機構測定逐漸擴展面的高度，並且逐漸擴展面高度測定機構測定保持面的高度的狀態的截面圖。
圖7是顯示磨削晶圓之狀態的截面圖。
圖8是顯示磨削晶圓時的晶圓與磨削磨石之關係的平面圖。
圖9是顯示磨削晶圓之狀態的其他例子的截面圖。
用以實施發明之形態
圖1所示之磨削裝置1具備有保持圓板狀的晶圓的工作夾台2、磨削已保持於工作夾台2之晶圓的磨削機構3、及使磨削機構3在相對於晶圓接近的方向及遠離的方向上移動的磨削進給機構4。
磨削機構3具備有具有鉛直方向之軸心的主軸31、可旋轉地支撐主軸31的殼體32、裝設於主軸31的下端的安裝座33、裝設於安裝座33的磨削輪34、使主軸31旋轉的馬達35、及使磨削水流入主軸31內的磨削水流入部 36。磨削輪34具備有固定於安裝座33之基台341、及以圓環狀的方式固接於基台341的下表面的複數個磨削磨石342。
磨削進給機構4具備有：具有與主軸31平行的方向的軸心的滾珠螺桿41、與滾珠螺桿41平行地配設的一對導軌42、使滾珠螺桿41旋轉的脈衝馬達43、於內部具有螺合於滾珠螺桿41的螺帽，並且側部滑動接觸於導軌42的升降部44、及固定於升降部44且保持殼體32的支持器45。
工作夾台2具備有可於水平方向上移動，且具有與磨削對象之晶圓大致相同面積的保持面211之圓板狀的多孔板21、及從下方支撐多孔板的基台22。保持面211是形成為與晶圓的面大致相同直徑。
如圖2所示，基台22是由支撐多孔板21的保持面211的相反側之面212的上表面221、從上表面221下降了一階的凹部223、在凹部223的底面開口的連通路222、及環狀的上表面224所構成。在比上表面224更上方且於內周側形成有環狀部23，前述環狀部23是從側面側圍繞被基台22所支撐的多孔板21。
在環狀部23上形成有與多孔板21的保持面211面齊平且形成為環狀的環形上表面234。
在從環形上表面234的外周端朝下方延伸之外側面形成有從環形上表面234的外周端垂下的垂下面231、及直徑從垂下面231的下端朝向基台22的上表面224 而變大的逐漸擴展面232。雖然垂下面231是相對於環形上表面234而形成為大致垂直，但不是完全地垂直亦可。
又，垂下面231與逐漸擴展面232亦可以不同的材質來形成。垂下面231只要不使多孔板21的外側面露出即可。亦可例如塗布樹脂並使其硬化而形成垂下面231。逐漸擴展面232是在進行觸針探測時不凹陷的硬度下以陶瓷之類的材質來形成，而可供觸針式的逐漸擴展面高度測定機構51進行測定。
垂下面231的下端與基台22的上表面224的內周側是藉由逐漸擴展面232而連接。在圖示的例子中，雖然是透過相對於基台22的上表面224垂直的環狀垂直面233來連接逐漸擴展面232與基台22，但亦可設成不透過環狀垂直面233而直接連接逐漸擴展面232與基台22的構成。藉由在環狀部23形成垂下面231及逐漸擴展面232，環形上表面234可將其寬度變得極為狹窄。
再者，雖然在圖2的例子中，是將基台22與環狀部23一體地形成，但亦可設成將基台22與環狀部23作為分開的構件來形成，且為可相互連結的構成。
如圖4所示，形成於基台22的連通路222是連通於吸引源24，且可以藉由從吸引源24所供給的吸引力，使吸引力作用於多孔板21的保持面211來保持晶圓。
如圖1所示，在工作夾台2的移動路徑的側邊配設有由逐漸擴展面高度測定機構51及晶圓上表面高度測定機構52所構成之高度測定機構5，前述逐漸擴展面高 度測定機構51是測定工作夾台2的逐漸擴展面232的高度，前述晶圓上表面高度測定機構52是測定保持於工作夾台2之晶圓的上表面的高度。逐漸擴展面高度測定機構51及晶圓上表面高度測定機構52均為觸針式，且是藉由下端接觸於逐漸擴展面232及晶圓的上表面時的觸針的位置來辨識高度。又，逐漸擴展面高度測定機構51及晶圓上表面高度測定機構52是藉由測定保持面211的高度，而變得可測定保持在保持面211的晶圓的厚度。
逐漸擴展面高度測定機構51及晶圓上表面高度測定機構52亦可為非接觸式。
(1)準備步驟
在如此所構成的磨削裝置1中，於開始晶圓的磨削前，是如圖5所示，使逐漸擴展面高度測定機構51的下端接觸於逐漸擴展面232，而測定逐漸擴展面232的高度。所測定出的高度之值是傳送到計算機構61，並且儲存在儲存機構62。在此，因為於逐漸擴展面232具有寬度，且高度也會依接觸位置而不同，所以是測定逐漸擴展面232之中距離工作夾台2的旋轉中心規定距離的位置中的高度。此規定距離是例如預先儲存於儲存機構62。
又，使晶圓上表面高度測定機構52的下端接觸於保持面211，並且測定保持面211的高度。所測定出的高度之值會傳送到計算機構61。
接著，計算機構61會計算逐漸擴展面高度測定機構51所測定出的逐漸擴展面232之中距離工作夾台2 的旋轉中心相當於規定距離的位置中的高度、與晶圓上表面高度測定機構52所測定出的保持面211的高度之高低差512，並將該高低差512之值儲存於儲存機構62。
再者，如圖6所示，亦可使用逐漸擴展面高度測定機構51來測定保持面211的高度。在這種情況下，計算機構61會計算逐漸擴展面高度測定機構51所測定出的逐漸擴展面232之中距離工作夾台2的旋轉中心相當於規定距離的位置中的高度、與逐漸擴展面高度測定機構51所測定出的保持面211的高度之高低差，並將該高低差511之值儲存於儲存機構62。
又，在儲存機構62中，是以由操作員所進行的輸入，來將晶圓的最終的成品厚度之值也預先儲存。
(2)磨削步驟
接著，如圖7所示，在工作夾台2中保持晶圓W。在此，因為在圖7的例子中，是為了防止多孔板21的保持面211中的氣體的漏洩，而將晶圓W的直徑形成得比多孔板21的直徑稍微大，所以晶圓W的外周緣會到達環形上表面234的上方。
接著，如圖8所示，一邊使工作夾台2朝例如B方向旋轉，並且使主軸31朝例如A方向旋轉，一邊使圖1所示之磨削進給機構4將磨削機構3朝下方磨削進給，藉此使旋轉的磨削磨石342接觸於晶圓W的上表面Wa來磨削。磨削磨石342是使其旋轉軌道通過晶圓W的中心，而在晶圓W的半徑部分進行接觸。又，磨削磨石是從晶圓W 的外周側朝向中心進入。
在晶圓W的磨削中是從圖1所示的磨削水流入部36流入磨削水，並且從形成於磨削輪34的基台341之放出口朝向下方來放出磨削水。從而，該磨削水會因作用於磨削輪34的離心力，也從晶圓W的外周朝向中央的方向飛散，且噴附於晶圓W的外側面Wc。於此磨削水中也包含有藉由磨削所產生的磨削屑。
但是，因為環狀部23的環形上表面234是形成為寬度較狹窄的環狀，所以包含有磨削屑之磨削水難以附著於環形上表面234之上。特別是，在圖7所示的例子中，藉由環形上表面234被晶圓W的周緣部所覆蓋，而可以防止磨削水附著於環形上表面234之情形。從而，磨削水變得難以進入保持面211與晶圓W的下表面Wb之間，而可降低晶圓的下表面被污染的疑慮。
又，磨削水是其大部分射到垂下面231，且已射到垂下面231的磨削水是沿著逐漸擴展面232而流下。從而，可以防止下述情況：由於磨削屑沿晶圓W的外側面Wc堆積且該磨削屑附著於上表面Wa，而引起磨削不良的情況。
如圖7所示，在晶圓W的磨削中，是藉由晶圓上表面高度測定機構52來測量晶圓W的上表面Wa的高度。並且，計算機構61是計算在磨削中晶圓上表面高度測定機構52所測定出的晶圓W的上表面Wa的高度之值、與已儲存於儲存機構62之逐漸擴展面高度測定機構51所測 定出的逐漸擴展面232之中距離工作夾台2的旋轉中心相當於規定距離的位置中的值之差513，並進一步從所計算出的該差513減去儲存機構62所儲存的高低差512，藉此計算工作夾台2所保持的晶圓W的厚度。然後，當計算機構61所計算的晶圓W的厚度與預先儲存於儲存機構62之成品厚度為一致時，磨削進給機構4會使磨削機構3上升而結束磨削。
再者，在準備步驟中，是使用逐漸擴展面高度測定機構51測定保持面211的高度，並且將逐漸擴展面高度測定機構51所測定出的逐漸擴展面232之中距離工作夾台2的旋轉中心相當於規定距離的位置中的高度、與逐漸擴展面高度測定機構51所測定出的保持面211的高度的高低差511儲存到儲存機構62，即便在這種情況下，計算機構61也會藉由計算在磨削中晶圓上表面高度測定機構52所測定出的晶圓W的上表面Wa的高度的值、與已儲存到儲存機構62的逐漸擴展面高度測定機構51所測定出的逐漸擴展面之中距離工作夾台2的旋轉中心相當於規定距離R的位置中的高度的值之差513，並進一步從所計算出的該差513減去儲存機構62所儲存的高低差511，而計算工作夾台2所保持的晶圓W的厚度。
通常，在測定晶圓W的厚度的情況下，是即時地測定在晶圓W的磨削中與保持面211形成為面齊平的環形上表面234的高度及晶圓W的上表面Wa的高度，並且將該差之值作為晶圓W的厚度，但是因為在磨削裝置1 中，環形上表面234的寬度較狹窄，並無法藉由高度測定機構5來測定環形上表面234的高度。但是，變得可藉由測定逐漸擴展面232的規定位置的高度，而測定晶圓W的厚度。
再者，如圖9所示，亦可進行成在晶圓W的磨削中，不進行由逐漸擴展面高度測定機構51所進行的逐漸擴展面232的規定位置的高度測定，而僅進行由晶圓上表面高度測定機構52所進行的晶圓W的上表面Wa的高度測定，針對逐漸擴展面232的規定位置的高度，則使用已在準備步驟中測定且儲存於儲存機構62之值，來求出晶圓W的厚度。
2:工作夾台
21:多孔板
211:保持面
212:下表面(保持面的相反側之面)
22:基台
221、224:上表面
222:連通路
223:凹部
23:環狀部
231:垂下面
232:逐漸擴展面
233:環狀垂直面
234:環形上表面

Claims (2)

  1. 一種磨削裝置，具備有以保持面吸引保持圓板狀的晶圓之工作夾台，及對磨削磨石供給磨削水且磨削被保持於該保持面的晶圓之磨削機構，該工作夾台具備：圓板狀的多孔板，具有與晶圓之面大致相同直徑的保持面；基台，具有支撐與該保持面為相反側之面的上表面，且具備使該上表面連通於吸引源的連通路；及環狀部，圍繞已支撐於該基台之該多孔板的側面，該環狀部具備與該保持面為面齊平且形成為環狀之環形上表面、以及從該環形上表面的外周端朝下方延伸的外側面，該外側面是以垂下面及逐漸擴展面所形成，前述垂下面是從該環形上表面的外周端垂下之面，前述逐漸擴展面是連接該垂下面的下端與該基台的上表面，且直徑是從該垂下面的下端朝向該基台的上表面而變大之面，前述磨削裝置具備：逐漸擴展面高度測定機構，測定該保持面的高度及該逐漸擴展面的高度；晶圓上表面高度測定機構，測定該保持面所保持的晶圓的上表面的高度；儲存機構，儲存該逐漸擴展面高度測定機構所測定出的該保持面的高度、與該逐漸擴展面高度測定機構所測定 出的該逐漸擴展面之中距離該工作夾台的旋轉中心規定距離的位置中的高度之高低差；及計算機構，計算該晶圓上表面高度測定機構所測定出的晶圓上表面的高度、與該逐漸擴展面高度測定機構所測定出的該逐漸擴展面之中距離該工作夾台的旋轉中心規定距離的位置中的高度之差，並進一步從該差減去該儲存機構所儲存的該高低差，而計算該工作夾台所保持的晶圓的厚度，若預先設定的晶圓的厚度與該計算機構所計算的晶圓的厚度為一致，即結束磨削。
  2. 一種磨削裝置，具備有以保持面吸引保持圓板狀的晶圓之工作夾台，及對磨削磨石供給磨削水且磨削被保持於該保持面的晶圓之磨削機構，該工作夾台具備：圓板狀的多孔板，具有與晶圓之面大致相同直徑的保持面；基台，具有支撐與該保持面為相反側之面的上表面，且具備使該上表面連通於吸引源的連通路；及環狀部，圍繞已支撐於該基台之該多孔板的側面，該環狀部具備與該保持面為面齊平且形成為環狀之環形上表面、以及從該環形上表面的外周端朝下方延伸的外側面，該外側面是以垂下面及逐漸擴展面所形成，前述垂下面是從該環形上表面的外周端垂下之面，前述逐漸擴展面 是連接該垂下面的下端與該基台的上表面，且直徑是從該垂下面的下端朝向該基台的上表面而變大之面，前述磨削裝置具備：逐漸擴展面高度測定機構，測定該逐漸擴展面的高度；晶圓上表面高度測定機構，測定該保持面所保持的晶圓的上表面的高度；儲存機構，儲存該逐漸擴展面高度測定機構所測定出的該逐漸擴展面之中距離該工作夾台的旋轉中心規定距離的位置中的高度、與該晶圓上表面高度測定機構所測定出的該保持面的高度之高低差；及計算機構，計算該晶圓上表面高度測定機構所測定出的晶圓上表面的高度、與該逐漸擴展面高度測定機構所測定出的該逐漸擴展面之中距離該工作夾台的旋轉中心規定距離的位置中的高度之差，並進一步從該差減去該儲存機構所儲存的該高低差，而計算該工作夾台所保持的晶圓的厚度，當預先設定之晶圓的厚度與該計算機構所計算的晶圓的厚度為一致，即結束磨削。
TW108112496A 2018-04-12 2019-04-10 磨削裝置 TWI805732B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

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