TWI834865B - 保持面形成方法 - Google Patents

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TWI834865B TW109112728A TW109112728A TWI834865B TW I834865 B TWI834865 B TW I834865B TW 109112728 A TW109112728 A TW 109112728A TW 109112728 A TW109112728 A TW 109112728A TW I834865 B TWI834865 B TW I834865B
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日商迪思科股份有限公司
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Abstract

[課題]使得在被加工物與保持面間不會形成間隙。 [解決手段]本發明之保持面形成方法係使用研削砥石(340)研削保持面(500)而形成保持面的保持面形成方法，進行第1保持面形成工程之後，進行第2保持面形成工程，該第1保持面形成工程係以將吸盤平台(5)傾斜而以研削輪(34)的旋轉軸亦即第1旋轉軸與吸盤平台(5)的旋轉軸亦即第2旋轉軸形成預定的大小的角(θ3)的方式進行調節，藉此在將兩軸之間的斜率關係形成為第1斜率關係之後，研削保持面(500)而形成具有圓錐面的形狀的第1面(50C)，該第2保持面形成工程係藉由以將兩軸所成之角成為大於第1斜率關係中的兩軸之間的角(θ3)的角(θ4)的方式將吸盤平台(5)更加傾斜，將兩軸之間的斜率關係形成為第2斜率關係之後，再次研削保持面(500)，而形成具有與第1面(50C)的外周相連的圓錐台的側面形狀的第2面(50D)。

Description

保持面形成方法
本發明係關於保持面形成方法。
研削晶圓的研削裝置係具備有：保持晶圓的保持平台、及配設有將被保持在保持平台的晶圓進行研削的研削砥石的研削手段。
在研削裝置中，將研削輪或保持平台交換等後，由於將保持平台的保持面與研削砥石的研削面形成為平行，因此實施以研削砥石研削保持面的自磨(參照例如下述專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2014-237210號公報
(發明所欲解決之問題)
上述之自磨係對保持平台的旋轉軸，使研削輪的旋轉軸稍微傾斜，使研削砥石以通過保持平台的保持面的中心的方式作接觸來進行保持面的研削，且保持平台的保持面形成為圓錐面。若晶圓厚，使晶圓保持在保持面時未形成為保持面的圓錐面形狀，而在保持面的圓錐面的頂點附近與晶圓的下表面的中央之間產生間隙，因此若在該狀態下進行晶圓的研削，會有晶圓的中央被研削過度而變薄的問題。 在將使研削輪旋轉且進行旋轉的被加工物進行進輪輪磨(Infeed Grinding)的研削裝置中，有防止被加工物的中央變薄而精加工成平坦的晶圓之應解決的課題。 (解決問題之技術手段)
本發明係一種保持面形成方法，其係在以環狀配置有研削砥石的研削輪的中心為軸使該研削輪旋轉，以吸引保持被加工物的吸盤平台的保持面的中心為軸使該吸盤平台旋轉，以研削砥石研削被保持在該保持面的被加工物的研削裝置中，以該研削砥石研削該保持面而形成該保持面的保持面形成方法，其係具備：第1保持面形成工程，其係以預定的角度的第1斜率關係配置通過成為使該研削輪旋轉時之軸的該研削輪的中心的第1旋轉軸、及通過成為使該吸盤平台旋轉時之軸的該保持面的中心的第2旋轉軸，將該研削砥石定位在通過該保持面的中心的位置來研削該保持面，至少在該保持面中央形成圓形的第1面；及第2保持面形成工程，其係以大於該第1斜率關係的角度呈傾斜的第2斜率關係配置該第1旋轉軸與該第2旋轉軸，以該研削砥石研削該保持面的外周部分，在該保持面中央留下圓形的該第1面，形成由該第1面相連的圓錐台的側面形狀亦即圓環形狀的第2面，在不同的斜率關係之下，以該研削砥石至少研削2次該保持面而形成保持面。 在本發明所具備的該第1保持面形成工程中，較宜為使該第1旋轉軸與該第2旋轉軸平行配置，形成平坦面的該第1面。 在本發明所具備的該第1保持面形成工程中，較宜為以該第1斜率關係，形成以該保持面中心為頂點的圓錐面的該第1面。 (發明之效果)
在本發明中，係在將被加工物保持在保持面時，施行2次研削加工而形成第1面與第2面，俾以消除形成在保持面的中心附近的保持面與被加工物的間隙。因此，變得未施加如造成在保持面的中心使被加工物變形的原因之力，因此在保持面與被加工物之間變得未形成間隙，可解決保持面的中央部分的被加工物被研削過度而變薄的問題。 藉此，以往φ200mm的矽晶圓係以精加工至200～300nm以內的厚度差為界限，惟在本發明中，可精加工至100nm以內的厚度差。 此外，除了第2面之外，亦可如第3面、第4面、…般另外形成複數面，藉此，可更確實地在保持面保持被加工物。
1　研削裝置的構成
圖1所示之研削裝置1係將被保持在吸盤平台5的半導體晶圓等被加工物W，使用研削手段3進行研削的研削裝置。以下說明研削裝置1的構成。
在研削裝置1係配備有：將配備在研削裝置1的各種機構作電性控制的控制手段2。
如圖1所示，在研削裝置1係配備有：以Y軸方向延設的基座10、及在基座10之上立設在+Y方向側的立柱11。
在立柱11的-Y方向側的側面係配備有：研削手段3、及研削進給手段4。在研削手段3係配備有：具有Z軸方向的第1旋轉軸35的心軸30；以第1旋轉軸35為軸而將心軸30進行旋轉驅動的心軸馬達32；及可旋轉地支持心軸30的殼體31。在心軸30的下端係連接有架座33，在架座33的下表面係可安裝卸下地配設有研削輪34。研削輪34係由：基台341、及以環狀配設在基台341的下表面的複數研削砥石340所構成。研削砥石340係例如藉由利用樹脂結合或金屬結合等所固接的鑽石砥粒等而形成，其下表面340a係成為研削被加工物W的研削面。
在研削進給手段4係配備有：具有Z軸方向的旋轉軸45的滾珠螺桿40；相對滾珠螺桿40平行配設的一對導軌41；使滾珠螺桿40以旋轉軸45為軸進行旋動的Z軸馬達42；內部的螺帽螺合在滾珠螺桿40而側部滑接於導軌41的升降板43；及連結於升降板43且保持研削手段3的保持具44。 藉由Z軸馬達42驅動滾珠螺桿40，若以旋轉軸45為軸進行旋轉，伴隨此，升降板43被導軌41導引而以Z軸方向升降移動，形成為被保持在保持具44的研削手段3以Z軸方向進行升降移動的構成。使用研削進給手段4來驅動研削手段3，可使研削砥石340相對被保持在吸盤平台5的被加工物W進行接近及分離。
如圖1所示，在研削裝置1的基座10之上係配備有吸盤平台5。吸盤平台5係保持被加工物W的圓板形狀的平台，具備有：具有保持面500的吸引部50、及圍繞吸引部50的框體51。此外，吸盤平台5係透過吸引路52而連接於吸引源53。例如，將藉由吸引源53所發揮的吸引力，透過吸引路52而傳達至保持面500，藉此可將被加工物W吸引保持在保持面500之上。 在吸盤平台5係配設有使吸盤平台5以Z軸方向的第2旋轉軸55為軸進行旋轉的旋轉手段54。 此外，在吸盤平台5係配設有未圖示的斜率調整手段。藉由使用斜率調整手段使吸盤平台5傾斜，第2旋轉軸55相對Z軸方向呈傾斜。其中，以斜率調整手段而言，係可使用例如專利文獻1的可動支持部。 此外，在吸盤平台5的周圍係配設有蓋件12，在蓋件12係伸縮自如地連結有蛇腹13。蓋件12與吸盤平台5係在被加工物W的研削加工之際，藉由被配設在基座10的內部之未圖示之朝Y軸方向的移動手段被驅動，而以Y軸方向一體地往返移動。此時，伴隨蓋件12的Y軸方向的移動，蛇腹13作伸縮。
如圖1所示，在研削裝置1的基座10之上係配設有具備晶圓上表面高度規60、保持面高度規61、及算出手段62的厚度測定手段6。在研削加工中，一邊使晶圓上表面高度規60抵接於被加工物W的表面Wa，一邊使保持面高度規61抵接於吸盤平台5的保持面500，藉此測定被加工物W的表面Wa及吸盤平台5的保持面500的高度，可根據所被測定出的兩者的高度的值，在算出手段62中算出被加工物W的厚度。
2　保持面形成方法 以下說明使用上述之研削裝置1來研削保持面500，形成具有所希望形狀的保持面500的保持面形成方法。
[第1實施形態] (第1保持面形成工程) 首先，使用未圖示之朝向Y軸方向的移動手段，使圖1所示之吸盤平台5朝Y軸方向移動，如圖2(a)所示，以研削砥石340的下表面340b通過吸盤平台5的保持面500的中心O的方式進行對位。 接著，以第1旋轉軸35與第2旋轉軸55的斜率關係成為第1斜率關係的方式，調整第2旋轉軸55的斜率。在第1實施形態中，將第1斜率關係形成為如圖2(a)所示之第1旋轉軸35與第2旋轉軸55彼此平行的關係。因此，使用未圖示的斜率調整手段，使吸盤平台5傾斜，以第1旋轉軸35與第2旋轉軸55彼此平行的方式進行調整。 其中，如圖2(a)所示，第1旋轉軸35與第2旋轉軸55為平行時，為方便起見，將第1旋轉軸35與第2旋轉軸55之間的角度θ1設為0度。
之後，如圖1及圖2所示，使用研削手段3的心軸馬達32，使心軸30以第1旋轉軸35為軸進行旋轉，藉此使連接於心軸30的研削砥石340以第1旋轉軸35為軸進行旋轉，並且使用旋轉手段54，使吸盤平台5以第2旋轉軸55為軸進行旋轉。 在研削砥石340與吸盤平台5作旋轉的狀態下，使用研削進給手段4的Z軸馬達42來使滾珠螺桿40進行旋動，而使升降板43沿著導軌41朝-Z方向下降。藉此，透過保持具44而被支持在升降板43的研削手段3朝-Z方向下降，如圖2(a)所示，研削砥石340的下表面340b與吸盤平台5的保持面500相抵接。 在研削砥石340的下表面340b與吸盤平台5的保持面500相抵接的狀態下，另外將研削砥石340對吸盤平台5的保持面500下壓，藉此研削保持面500，形成圖2(a)所示之與XY平面呈平行的平坦的第1面50A。
(第2保持面形成工程) 接著，使用研削進給手段4使研削砥石340上升，而使研削砥石340由第1面50A分離。接著，以第1旋轉軸35與第2旋轉軸55的斜率關係成為第2斜率關係的方式調整第2旋轉軸55的斜率。使用未圖示的斜率調整手段，將第2旋轉軸55朝-Y方向傾斜，例如，如圖2(b)所示，以第1旋轉軸35與第2旋轉軸55之間的角度成為θ2(θ2≠0)的方式進行調整。 其中，第2斜率關係中的第1旋轉軸35與第2旋轉軸55所成角度θ2係設為大於上述第1斜率關係中的第1旋轉軸35與第2旋轉軸55所成角度θ1者。
之後，一邊使研削砥石340及吸盤平台5以第1旋轉軸35及第2旋轉軸55為軸而分別旋轉，一邊使用研削進給手段4使研削砥石340下降，而使研削砥石340的下表面340b與構成吸盤平台5的保持面500的第1面50A相抵接。此時，如圖2(b)所示，在第1面50A的中心O與研削砥石340的下表面340b之間係形成有空出間隙的狀態。在該狀態下使用研削進給手段4，再次將研削砥石340朝-Z方向下壓，研削第1面50A的外周部分而形成第2面50B。
此時，如圖2(b)所示，可一邊進行第1面50A的研削，一邊例如使保持面高度規61接觸吸盤平台5之上，來監視依研削而改變的第2面50B的高度，藉此研削至第2面50B成為預先設定的高度為止。 此外，可研削至第1面50A的面積成為預先設定的面積為止。例如，第1面50A係研削至成為直徑10mm之圓為止。
如以上所示，藉由研削保持面500，如圖2(c)所示，可一邊在保持面500的中央留下平坦的圓形狀的第1面50A，一邊形成以在第1面的圓的徑方向與-Z方向之間延伸的方式由第1面50A相連的圓錐面、或具有圓錐台的側面的形狀的第2面50B。
[第2實施形態] (第1保持面形成工程) 首先，使圖1所示之吸盤平台5使用未圖示之朝Y軸方向的移動手段而以Y軸方向移動，如圖3(a)所示，以研削砥石340的下表面340b通過吸盤平台5的保持面500的中心O的方式進行對位。 接著，藉由使用未圖示的斜率調整手段使吸盤平台5傾斜，將第1旋轉軸35與第2旋轉軸55的斜率關係調整為第1斜率關係。在第2實施形態中，將第1斜率關係形成為如圖3(a)所示之第1旋轉軸35與第2旋轉軸55形成非為0度的預定的角θ3的關係。
之後，與第1實施形態同樣地，使研削砥石340及吸盤平台5以第1旋轉軸35及第2旋轉軸55為軸分別旋轉。在研削砥石340及吸盤平台5正在旋轉的狀態下，使用研削進給手段4，使研削砥石340朝-Z方向下降。藉此，如圖3(a)所示，研削砥石340的下表面340b與吸盤平台5的保持面500相抵接。
在研削砥石340的下表面340b與吸盤平台5的保持面500相抵接的狀態下，另外將研削砥石340相對吸盤平台5的保持面500下壓，藉此研削保持面500，如圖3(a)所示，形成在頂點具有保持面500的中心O的圓錐面形狀的第1面50C。
(第2保持面形成工程) 接著，使用研削進給手段4使研削砥石340上升，而使研削砥石340由第1面50C分離。接著，以第1旋轉軸35與第2旋轉軸55之間的斜率關係成為第2斜率關係的方式，使用未圖示的斜率調整手段，使吸盤平台5傾斜。此時，如圖3(b)所示，以第1旋轉軸35與第2旋轉軸55之間的角θ4大於第1斜率關係中的第1旋轉軸35與第2旋轉軸55所成之角θ3的方式呈傾斜。
之後，一邊使吸盤平台5及研削砥石340以第1旋轉軸35及第2旋轉軸55為軸分別旋轉，一邊使用研削進給手段4，使研削砥石340下降，而使研削砥石340的下表面340b與吸盤平台5的第1面50C相抵接。此時，如圖3(b)所示，在第1面50C的中心O與研削砥石340的下表面340b之間係形成為空出間隙的狀態，在該狀態下，藉由將研削砥石340以-Z方向下壓，來研削第1面50C的外周部分而形成第2面50D。
此時，與第1實施形態同樣地，如圖3(b)所示，在第1面50C研削中，例如，使保持面高度規61接觸第2面50D之上，監視依研削而改變的第2面50D的高度，藉此可研削至第2面50D成為預先設定的高度為止。 此外，可研削至第1面50C的面積成為預先設定的面積為止。 如上所示，藉由研削保持面500，如圖3(c)所示，可形成一邊留下在中央具有圓錐面的形狀的第1面50C，一邊具有由第1面50C相連的圓錐台的側面的形狀的第2面50D。
此外，例如，在第1保持面形成工程中，如圖4(a)所示，不僅將吸盤平台5朝-Y方向傾斜而使第1旋轉軸35與第2旋轉軸55形成角θ3，可在使吸盤平台5亦以X軸方向傾斜之後，使研削砥石340抵接於保持面500來研削保持面500，藉此形成圓頂狀的第1面50E。 之後，如圖4(b)所示，另外在將吸盤平台5朝-Y方向傾斜，而將第1旋轉軸35與第2旋轉軸55之間的角形成為具有大於θ3的角度的θ4之後，再次進行保持面500的研削，藉此可形成如圖4(c)所示之具有與圓頂狀的第1面50E相連的圓錐台的側面形狀的第2面50F。 其中，將第1旋轉軸35與第2旋轉軸55之間的角形成為θ4時，亦可將吸盤平台亦朝X軸方向傾斜。
如以上所示，藉由依序進行第1保持面形成工程與第2保持面形成工程，可形成圓形的第1面與圓環狀的第2面。藉此，當在保持面500的第1面與第2面保持被加工物W時，在中心O與被加工物W之間變得未形成間隙，可解決位於保持面500的中央附近的被加工物W被研削過度的問題。
其中，本發明之保持面形成方法並非為限定於如上所述之由第1保持面形成工程與第2保持面形成工程所構成者。亦即，在第2保持面形成工程中形成第2面之後，例如將吸盤平台5更加傾斜，形成為第1旋轉軸35與第2旋轉軸55所成之角成為大於第2斜率關係之時的第1旋轉軸35與第2旋轉軸55所成之角的角度的第3斜率關係之後，研削第2面，藉此可形成與第2面的外周相連的第3面。同樣地，亦可如第4面、第5面、…般，另外形成複數面，在保持被加工物W時，可更加確實地防止形成保持面500與被加工物W之間的間隙。
1:研削裝置 10:基座 11:立柱 12:蓋件 13:蛇腹 2:控制手段 3:研削手段 30:心軸 31:殼體 32:心軸馬達 33:架座 34:研削輪 340:研削砥石 340b:研削砥石的下表面 341:基台 35:第1旋轉軸 4:研削進給手段 40:滾珠螺桿 41:導軌 42:Z軸馬達 43:升降板 44:保持具 45:旋轉軸 5:吸盤平台 50:吸引部 500:保持面 51:框體 52:吸引路 53:吸引源 54:旋轉手段 55:第2旋轉軸 6:厚度測定手段 60:晶圓上表面高度規 61:保持面高度規 62:算出手段 W:被加工物 Wa:被加工物的表面 O:保持面的中心 50A:平坦的第1面 50C:圓錐面形狀的第1面 50E:圓頂狀的第1面 50B,50D,50F:圓錐台的側面形狀的第2面 θ1~θ4:第1旋轉軸與第2旋轉軸所成之角
[圖1]係表示研削裝置的全體的斜視圖。 [圖2](a)係表示使用研削手段來研削保持面而形成平坦的第1面的第1保持面形成工程的樣子的剖面圖，(b)係表示在實施第1保持面形成工程後，改變研削手段與吸盤平台5的斜率之後，再次使用研削手段來研削保持面而形成與第1面的圓的外側相連的圓錐台側面形狀的第2面的第2保持面形成工程的樣子的剖面圖，(c)係表示經由兩工程而形成的保持面的剖面圖。 [圖3](a)係表示使用研削手段來研削保持面而形成圓錐面形狀的第1面的第1保持面形成工程的樣子的剖面圖，(b)係表示在實施第1保持面形成工程後，改變研削手段與吸盤平台5的斜率之後，再次使用研削手段來研削保持面而形成與第1面的外側相連的圓錐台側面形狀的第2面的第2保持面形成工程的樣子的剖面圖，(c)係表示經由兩工程而形成的保持面的剖面圖。 [圖4](a)係表示將吸盤平台亦朝紙面縱深側傾斜之後，使用研削手段來研削保持面而形成圓頂狀的第1面的第1保持面形成工程的樣子的剖面圖，(b)係表示在實施第1保持面形成工程後，改變研削手段與吸盤平台5的斜率之後，再次使用研削手段來研削保持面而形成與第1面的外側相連的圓錐台側面形狀的第2面的第2保持面形成工程的樣子的剖面圖，(c)係表示經由兩工程而形成的保持面的剖面圖。
3:研削手段
4:研削進給手段
30:心軸
33:架座
34:研削輪
35:第1旋轉軸
50:吸引部
50C:圓錐面形狀的第1面
50D:圓錐台的側面形狀的第2面
51:框體
55:第2旋轉軸
61:保持面高度規
340:研削砥石
340b:研削砥石的下表面
341:基台
500:保持面
O:保持面的中心
θ3,θ4:第1旋轉軸與第2旋轉軸所成之角

Claims (2)

  1. 一種保持面形成方法，其係在使以環狀配置有研削砥石的研削輪旋轉，使吸引保持被加工物的吸盤平台旋轉，以研削砥石研削被保持在該保持面的被加工物的研削裝置中，以該研削砥石研削該保持面而形成該保持面的保持面形成方法，其係具備：第1保持面形成工程，其係將通過成為使該研削輪旋轉時之軸的該研削輪的中心且位於比該吸盤平台的中心更為外周側的第1旋轉軸、及通過成為使該吸盤平台旋轉時之軸的該保持面的中心且位於比該研削砥石的旋轉中心更為外周側的第2旋轉軸，配置成具有在位於該吸盤平台側的交點為預定的角度的第1斜率關係，將該研削砥石定位在通過該保持面的中心的位置來研削該保持面，至少在該保持面中央形成以該吸盤平台的旋轉中心為中心的圓形的第1面；及第2保持面形成工程，其係將該第1旋轉軸與該第2旋轉軸，配置成具有以比在位於該吸盤平台側的交點在該第1斜率關係的該角度為更大的角度呈傾斜的第2斜率關係，以該研削砥石研削該保持面的外周部分，形成由該第1面相連的圓錐台的側面形狀亦即圓環形狀的第2面，在不同的斜率關係之下，以該研削砥石至少研削2次該保持面而形成保持面。
  2. 如請求項1之保持面形成方法，其中，該 第1保持面形成工程係將該第1旋轉軸與該第2旋轉軸平行配置，形成平坦面的該第1面。
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