TWI829865B - 卡盤台 - Google Patents

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Abstract

[課題] 一種卡盤台，具有吸引保持被加工物的保持面，即使不以清洗磨石清洗保持面，亦能維持無加工屑附著於保持面的乾淨狀態，可藉研削加工或研磨加工將保持在卡盤台的被加工物形成均一的厚度。[解決手段] 一種卡盤台3，其具備：多孔板30，具有吸引保持被加工物的保持面30a；框體，使保持面30a露出並具備容納多孔板30之凹部310；槽，形成於該框體的凹部310之底面；以及供給路徑，使該槽連通於流體供給源；進一步，多孔板30具備倒碗狀凹部，該倒碗狀凹部以在容納於凹部310時與該槽對應之方式形成於保持面30a的相反面且剖面為倒碗狀；使該槽連通於流體供給源，供給至該倒碗狀凹部310的流體從該倒碗狀凹部310放射狀地流向保持面30a，並使流體從保持面30a噴出。

Description

卡盤台
本發明是關於一種卡盤台，其吸引保持半導體晶圓等的被加工物。
研削裝置是將具有由多孔構件所組成的保持面之卡盤台的保持面連通於真空發生裝置等的吸引源，在以吸引源所產生的吸引力使被加工物吸引保持於保持面上的狀態下，藉研削磨石研削至期望的厚度。該卡盤台的構造，舉例而言，是以在內側底面具備同心圓狀的多個吸引槽之框體支撐板狀的多孔構件之物。
在研削加工後，使卡盤台的保持面連通於供給水及空氣的混合流體（兩種流體）之流體供給源，從保持面使混合流體噴出，排除保持面及被加工物之間殘留的真空吸附力，使被加工物從保持面分離。並且，使被加工物從保持面分離後，亦從保持面使混合流體噴出，在研削中使被吸入至多孔構件內部的研削屑從保持面被噴出而除去。
但是，從保持面被噴出之研削屑會與使混合流體朝向多孔構件噴出的吸引槽相同，在保持面呈現同心圓狀的條紋圖案而被除去，因此保持面的其他部分研削屑會呈現同心圓狀的條紋圖案而殘留。因此，舉例而言，有如專利文獻1所揭露的除去工具及除去方法般以清洗磨石清洗保持面的發明。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2015-030081號公報
[發明所欲解決的課題] 但是，以清洗磨石清洗保持面後，因為就各保持面分別削落研削屑因此會有保持面的形狀變化的情形，使保持面的平坦度（相對於研削磨石的研削面之保持面的平行度）下降，會有無法將被加工物研削為均一厚度之問題。 因此，有所謂下述課題欲達成：在具有吸引保持被加工物的保持面的卡盤台，即使不以清洗磨石清洗保持面，亦能維持無加工屑附著於保持面的乾淨狀態，可藉研削加工或研磨加工將保持在卡盤台的被加工物形成為均一的厚度。
[解決課題的技術手段] 為解決上述的課題，本發明為一種卡盤台，具有吸引保持被加工物的保持面，其具備：多孔板，具有該保持面；框體，使該保持面露出並具備容納該多孔板之凹部；槽，形成於該框體的該凹部之底面；以及供給路徑，使該槽連通於流體供給源；進一步，該多孔板具備倒碗狀凹部，該倒碗狀凹部以在容納於該凹部時與該槽對應之方式形成於該保持面的相反面且剖面為倒碗狀；使該槽連通於該流體供給源，供給至該倒碗狀凹部的流體從該倒碗狀凹部放射狀地流向該保持面，並使流體從該保持面噴出。
本發明的卡盤台，較佳為具備以前述倒碗狀凹部的最凹處為中心遮罩預定範圍的遮罩部。
[發明功效] 本發明的卡盤台，具有吸引保持被加工物的保持面，其具備：多孔板，具有保持面；框體，使保持面露出並具備容納多孔板之凹部；槽，形成於框體的凹部之底面；以及供給路徑，使槽連通於流體供給源；進一步，多孔板具備倒碗狀凹部，該倒碗狀凹部以在容納於凹部時與槽對應之方式形成於保持面的相反面且剖面為倒碗狀，因此例如在使被加工物從卡盤台脫離時，使槽連通於流體供給源，使供給至倒碗狀凹部的流體從倒碗狀凹部放射狀地朝向保持面流動，藉此能使流體從保持面整面噴出，使研削屑從保持面整面噴出而除去在研削加工中從保持面進入多孔構件內的加工屑等。
本發明的卡盤台因為具備以倒碗狀凹部的最凹處為中心遮罩預定範圍的遮罩部，藉此防止從槽向倒碗狀凹部噴出的流體僅從倒碗狀凹部的最凹處朝向保持面流動，而可從倒碗狀凹部更有效率地放射狀使流體以朝向保持面整面擴散之方式流動而噴出。
如圖1所示的研削裝置1，為對本發明的卡盤台3上保持的被加工物W以研削手段7而研削的裝置。研削裝置1的基底10上的前方（-Y方向側）為對卡盤台3進行被加工物W的裝卸的區域，基底10上的後方（+Y方向側）為藉由研削手段7對保持在卡盤台3上的被加工物W進行研削的區域。 再者，配設本發明的卡盤台3之加工裝置亦可為：以旋轉的研磨墊研磨被加工物W，提高抗折強度或將被研磨面拋光之研磨裝置，或以旋轉的切割刀片切割被加工物W之切割裝置。
被加工物W，例如為由矽母材等所組成之圓形的半導體晶圓，在圖1中朝向下方的被加工物W的正面Wa形成多個元件，黏貼有未圖示的保護膠膜而被保護。被加工物W的背面Wb成為被實施研削加工的被加工面。再者，被加工物W亦可由矽以外的砷化鎵、藍寶石、氮化鎵、陶瓷、樹脂或碳化矽等所構成，亦可為矩形的封裝基板等。
卡盤台3是藉由蓋板39環繞，且藉由在其下方配設的旋轉手段33而可繞著Z軸方向的軸心旋轉。另外，卡盤台3是藉由圖1所示的蓋板39及配設在連結於蓋板39的蛇腹蓋板39a的下方之未圖示移動手段而可在Y軸方向來回移動。
在研削區域豎設有柱11，在柱11的前表面配設有研削進給手段5，其將研削手段7在相對於卡盤台3分離或接近的Z軸方向（鉛直方向）上進行研削進給。研削進給手段5具備：滾珠螺桿50，具有垂直方向的軸心；一對導軌51，和滾珠螺桿50平行配設；馬達52，和滾珠螺桿50的上端連結且使滾珠螺桿50轉動；以及升降板53，其內部的螺帽和滾珠螺桿50螺合且側部與導軌51滑動接觸；當馬達52使滾珠螺桿50轉動時，升降板53隨之被導軌51引導而在Z軸方向上來回移動，且在升降板53所固定的研削手段7在Z軸方向上研削進給。
對在卡盤台3所保持的被加工物W進行研削的研削手段7，具備：主軸70，軸方向為Z軸方向；外殼71，可旋轉地支撐主軸70；馬達72，旋轉驅動主軸70；圓環狀的安裝件73，連接在主軸70的下端；研削輪74，可裝卸地裝設在安裝件73的下表面；以及保持具75，支撐外殼71且使其側面固定在研削進給手段5的升降板53。
研削輪74具備輪基台741，以及環狀地配置於輪基台741的底面之大致長方體形狀的多個研削磨石740。研削磨石740是以適合的黏結劑（接著劑）使金剛石磨粒等固著成形，其下表面主要為研削面。
在主軸70的內部，連通於研削水供給源並成為研削水的通道之未圖示流路係設為在主軸70的軸方向（Z軸方向）上貫穿，且該流路進一步通過安裝件73，而在輪機台741的底面以可朝向研削磨石740噴出研削水之方式開口。
在往+Y方向移動到研削位置為止的卡盤台3所相鄰之位置，例如，配設厚度測量手段38，其在研削中接觸式測量被加工物W的厚度。
本發明的卡盤台3具備：多孔板30，具有吸引保持被加工物W的保持面30a；以及框體31，使保持面30a露出並具備容納多孔板30之凹部310（參照圖3）。
如圖2（A）、（B）所示，多孔板30是例如由多孔陶瓷、多孔金屬、多孔質聚四氟乙烯、或多孔碳素等所構成，其外形為圓形狀，其上表面的保持面30a成為以卡盤台3的旋轉中心為頂點之極緩圓錐面。再者，保持面30a亦可為平坦面。
圖3、圖4所示之框體31例如為以不鏽鋼等的金屬或陶瓷所構成，其外形形成為圓形板狀。在框體31的上表面的外周側豎設有預定高度的環狀壁312，環狀壁312的內側區域成為容納多孔板30的凹部310。凹部310的直徑（環狀壁312的內徑）是例如設定為稍微小於多孔板30的直徑，成為多孔板30可嵌合於凹部310。 如圖3所示，在框體31的上表面的環狀壁312的外周圍，多個（例如以45度間隔有8個）的螺栓插通孔313在周方向以一定間隔朝向厚度方向（Z軸方向）貫穿形成。
在框體31的凹部310的底面310a形成以框體31的旋轉中心為中心之形成為同心圓狀的多個（如圖3所示之例，3個）圓環狀的吸引用或空氣供給用之槽310c、及在框體31的中心重疊的圓形狀的吸引用或空氣供給用之槽310d。再者，在框體31的凹部310形成的槽並非限定於本實施方式，亦可為以從圓環狀的槽310在周方向均等地連結環狀吸引槽310c彼此之方式進一步形成放射狀延伸的連結槽。 在各圓環狀的槽310c的底部，形成有在周方向空開均等間隔並將槽310c連通於流體供給源80（參照圖6）之貫穿Z軸方向的供給路徑314。另外，在框體31的中心位置，亦形成有1個將圓形狀的槽310d連通於流體供給源80之貫穿Z軸方向的供給路徑314。 本實施方式的流體供給源80，舉例而言，具備由泵等所組成之水供給源及由壓縮機等所組成之空氣供給源的至少一者，流體供給源80可供給的流體舉例而言為水或空氣的混合流體。另外，該流體為水。另外，該流體為空氣。
多孔板30具備倒碗狀凹部306，倒碗狀凹部306以在容納於圖4所示之凹部310時與該槽310c對應之方式形成於保持面30a的相反面30b且剖面為倒碗狀。 在本實施方式中，圖2（B）及圖4所示之倒碗狀凹部306是由3個倒碗狀凹部306a及1個倒碗狀凹部306b所組成，該3個倒碗狀凹部306a是以多孔板30的旋轉中心為中心而俯視下環狀且同心圓狀地形成，該1個倒碗狀凹部306b是以俯視下圓形狀形成在多孔板30的中心。亦即，倒碗狀凹部306a是以剖面為倒碗狀之方式將多孔板30的相反面30b環狀地切開而形成的槽，倒碗狀凹部306b是以剖面為倒碗狀之方式將多孔板30的相反面30b大致半球狀地切開而形成的凹處。如圖4所示，倒碗狀凹部306a是分別相對於框體31的多個環狀的槽310c，倒碗狀凹部306b是相對於在框體31的中心形成的槽310d。 再者，亦可替代環狀的倒碗柱狀凹部306a，將俯視圓形之倒碗狀凹部306b環狀地散布成為多個點。
舉例而言，如本實施方式，圖4所示之卡盤台3較佳為具備以各倒碗狀凹部306a及倒碗狀凹部306b的最凹處為中心遮罩預定範圍的遮罩部307a及遮罩部307b。亦即，俯視為環狀的各倒碗狀凹部306a的該預定範圍塗佈有做為遮罩部307a之非水溶性樹脂等的密封劑，或黏貼密封件且俯視為環狀地被遮罩。另外，俯視為圓形狀的倒碗狀凹部306b的該預定範圍塗佈有做為遮罩部307b之非水溶性樹脂等的密封劑，或黏貼密封件且俯視為圓形狀地被遮罩。
卡盤台3在多孔板30的相反面30b塗佈接著劑，相反面30b黏貼於框體31的凹部310的底面310a，藉此成為圖5所示之完成體。並且，卡盤台3是在例如圖6所示之俯視圓形的桌台基台36上被固定的狀態下被配設於圖1所示之基底10上。亦即，使框體31的下表面接觸桌台基台36的上表面，與在桌台基台36的上表面形成的未圖示螺絲孔及螺栓插通孔313重合，使通過螺栓插通孔313之固定螺栓368在未圖示螺絲孔螺合鎖緊，藉此卡盤台3成為被固定在桌台基台36的狀態。
連接於桌台基台36的下表面並旋轉卡盤台3之旋轉手段33是例如滑輪機構，該滑輪機構具備：主軸330，軸方向為Z軸方向且其上端連接於桌面基台36的下表面；以及馬達331，以卡盤台3的中心為軸使卡盤台3旋轉的驅動源。馬達331的轉軸安裝有主動滑輪332，在主動滑輪332捲繞有環狀皮帶333。在主軸330安裝有從動滑輪334，該環狀皮帶333亦捲繞於該從動滑輪334。馬達331將主動滑輪332旋轉驅動，藉此伴隨主動滑輪332的旋轉而環狀皮帶333轉動，並藉由環狀皮帶333轉動而從動滑輪334及主軸330旋轉。
從桌台基台36的上表面至下表面形成連通於框體31的各供給路徑314之第一流路361。第一流路361的上端側在桌台基台36的上表面以對應各供給路徑314之方式開設多個開口。第一流路361例如在框體31的內部匯流成一條，匯流的第一流路361的下端側在桌台基台36的下表面開口。
在主軸330的內部形成有連通於桌台基台36的第一流路361之第二流路330b。另外，主軸330與旋轉接頭86連接，將射出器機構或真空發生裝置等的吸引源81發生的吸引力及流體供給源80所供給的流體無遺漏地移送至旋轉的主軸330。
第二流路330b是透過旋轉接頭86及金屬管或具有可撓性的樹脂管等的管線870而可連通於流體供給源80。在管線870上配設電磁閥871，該管線870可藉由電磁閥871選擇性連接於流體供給源80及吸引源81。
以下，說明關於使用上述圖1所示之研削裝置1研削被加工物W的背面Wb的情況中研削裝置1的各部動作，特別是卡盤台3的動作。 首先，以卡盤台3的中心與被加工物W的中心大致一致之方式，將被加工物Ｗ以背面Ｗb向上的狀態載置於保持面30a上。另外，圖6所示之電磁閥871使吸引源81及管線870連通，在此狀態下，圖6所示之吸引源81作動而產生的吸引力通過旋轉接頭86、主軸330的第二流路330b、桌台基台36的第一流路361、框體31的供給路徑314及槽310c、310d傳遞至多孔板30的保持面30a，藉此卡盤台3是在將被加工物W為背面Wb朝向上側的狀態進行吸引保持。
接著，保持被加工物W的卡盤台3往+Y方向移動至圖1所示的研削手段7的下方為止，研削手段7的研削輪74的旋轉中心是相對於被加工物W的旋轉中心僅在水平方向偏移預定距離，以研削磨石740的旋轉軌跡通過被加工物W的旋轉中心之方式定位卡盤台3。
研削手段7藉由研削進給手段5往-Z方向運送，伴隨主軸70的旋轉而旋轉的研削磨石740抵接被加工物W的背面Wb進行研削。研削中，伴隨藉由旋轉手段33使卡盤台3旋轉，在保持面30a上保持的被加工物W亦旋轉，故研削磨石740進行被加工物W的背面Wb的整面研削加工。另外，研削水被供給至研削磨石740與被加工物W的接觸部位，使接觸部位被冷卻、清洗。 藉由厚度測量手段38進行厚度測量，並使被加工物W研削至期望厚度位為止後，研削進給手段5使研削手段7上升並從被加工物W分離。
保持被加工物W的卡盤台3往-Y方向移動並返回到研削裝置1的裝卸區域為止。 使圖7所示之電磁閥871通電，藉由電磁閥871連通流體供給源80及管線870。在此狀態，流體供給源80例如送出水和空氣的混合流體，該混合流體到達旋轉接頭86、主軸330的第二流路330b、桌台基台36的第一流路361、框體31的供給路徑314及槽310c、310d，在槽310c的全體流動。進一步，混合流體由槽310c、310d朝向在多孔板30的相反面30b形成的剖面為倒碗狀之倒碗狀凹部306a、306b，在+Z方向上升。
並且，該混合流體如圖7所示，因為藉由倒碗狀凹部306a、306b放射狀地朝向上方擴散而流向保持面30a，可使混合流體從保持面30a整面無遺漏地噴出並使從保持面30a整面進入多孔板之研削屑等噴出而除去。另外，排除保持面30a與被加工物W的正面Wa之間殘留的真空吸附力，被加工物W為可從保持面30a脫離的狀態。被加工物W藉由未圖示搬送墊從保持面30a脫離後，亦持續預定時間進行混合流體從保持面30a整面的噴出，讓保持面30a的清洗更加完整。
特別是在本實施方式中，因為以倒碗狀凹部306a、306b的最凹處為中心使預定範圍藉由遮罩307a、307b遮罩，可防止混合流體僅從倒碗狀凹部306a、306b的最凹處往正上方流動。再者，因為混合流體在從槽310c、310d移動到倒碗狀凹部306a、306b時向正上方的流動較強，故也有從遮罩307a、307b的周圍繞入而流向遮罩部307a、307b的正上方的混合流體，故不會發生從位於遮罩部307a、307b的正上方之保持面30a無法噴出混合流體之事態。
本發明的卡盤台3並不限定於上述實施方式，當然亦可為在此技術的思想範圍內以各種不同方式的實施。另外，隨附圖式所圖示的研削裝置1的各構成之形狀等亦不限定於此，在可發揮本發明功效範圍內可進行適當變更。
W:被加工物 Wa:正面 Wb:背面 1:研削裝置 10:基底 11:柱 3:卡盤台 30:多孔板 30a:保持面 306:倒碗狀凹部 307:遮罩部 31:框體 310:凹部 310a:底面 310c:槽 312:環狀壁 313:螺栓插通孔 33:旋轉手段 330:主軸 331:馬達 332:主動滑輪 333:環狀皮帶 334:從動滑輪 36:桌台基台 39:蓋板 39a:蛇腹蓋板 38:厚度測量手段 5:研削進給手段 50:滾珠螺桿 51:導軌 52:馬達 53:昇降板 7:研削手段 70:主軸 71:外殼 72:馬達 73:安裝件 74:研削輪 740:研削磨石 75:保持具 80:流體供給源 81:吸引源 86:旋轉接頭 870:管線 871:電磁閥
圖1係表示研削裝置的一例之立體圖。 圖2（A）係表示多孔板的保持面側之立體圖。圖2（B）係表示多孔板的保持面的相反面側之立體圖。 圖3係表示多孔板及框體的立體圖。 圖4係表示多孔板及框體的剖面圖。 圖5係表示卡盤台的一例之立體圖。 圖6係說明在卡盤台吸引保持被加工物的狀態之剖面圖。 圖7係說明能使被加工物從卡盤台的保持面脫離並使附著在保持面或進入其中的研削屑藉由流體供給噴出而除去的狀態之剖面圖。
W:被加工物
Wa:正面
Wb:背面
3:卡盤台
30:多孔板
30a:保持面
30b:相反面
306:倒碗狀凹部
306a:倒碗狀凹部
306b:倒碗狀凹部
307a:遮罩部
307b:遮罩部
31:框體
310a:底面
310c:槽
310d:槽
312:環狀壁
313:螺栓插通孔
314:供給路徑
33:旋轉手段
330:主軸
330b:第二流路
331:馬達
332:主動滑輪
333:環狀皮帶
334:從動滑輪
36:桌台基台
361:第一流路
368:固定螺栓
80:流體供給源
81:吸引源
86:旋轉接頭
870:管線
871:電磁閥

Claims (1)

  1. 一種卡盤台，具有吸引保持被加工物的保持面，其具備：多孔板，具有該保持面；框體，使該保持面露出並具備容納該多孔板之凹部；槽，形成於該框體的該凹部之底面；以及供給路徑，使該槽連通於流體供給源；進一步，該多孔板具備：倒碗狀凹部，該倒碗狀凹部以在容納於該凹部時與該槽對應之方式形成於該保持面的相反面且剖面為倒碗狀；以及遮罩部，以該倒碗狀凹部的最凹處為中心遮罩預定範圍；使該槽連通於該流體供給源，供給至該倒碗狀凹部的流體藉由該遮罩部遮罩而防止該流體往正上方流動，從該倒碗狀凹部放射狀地流向該保持面，並使流體從該保持面噴出。
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