晶片研磨用托板以及晶片研磨装置的制作方法

1.本发明涉及晶片研磨用托板以及晶片研磨装置，更详细而言，涉及用于保持晶片并使其在平台上旋转而进行该晶片的研磨的晶片研磨用托板以及构成为具有该晶片研磨用托板的晶片研磨装置。


背景技术：

2.作为硅晶片等所例示的进行晶片的研磨的装置的一例，以往已知有能够同时进行晶片的两面的研磨的晶片研磨装置(参照专利文献1：日本特开2011-066342号公报)。在该晶片研磨装置中，使作为被加工物的晶片被保持在工件孔内的托板成为被上下的平台夹持的状态，通过使各平台以及托板旋转来进行该晶片的两面的同时研磨。
3.专利文献1：日本特开2011-066342号公报
4.专利文献2：日本特开2000-024912号公报
5.在专利文献1所例示的晶片研磨装置中，为了防止在研磨时因晶片与金属制的托板碰撞而在晶片产生缺陷(伤痕)，优选在托板的工件孔的内周部具有树脂制的内部件的结构。例如，作为在托板上具有内部件的以往的研磨装置的例子，已知有专利文献2(参照日本特开2000-024912号公报)所公开的结构。
6.本技术发明人等进行了深入研究，结果确认到，在具有上述内部件的结构中，优选将内部件形成为较薄(减小径向尺寸)且接近圆环状(环状)的形状(俯视时径向的凹凸较少的形状)，以使安装内部件的托板(具体而言，主体)的缺损较少(即，俯视时缺损区域较小)。这是因为，通过设为这样的形状，能够抑制研磨布在缺损区域下沉而晶片的边缘部被削成圆角状的不良情况(产生所谓的“塌边”形状的不良情况)的产生。
7.另一方面，在使内部件为较薄且接近圆环状的形状的情况下，主体与内部件的卡合力变弱，在晶片的研磨时内部件从主体脱落而使晶片破损的风险变高。特别是，如专利文献2所例示的结构那样，在卡合部的内部形状为俯视圆形的情况下，缺损区域越小，卡合力越弱而可能产生内部件容易脱落的课题。另外，在卡合部的内部形状为俯视时的楔形的情况下，夹着缺损区域的对边的夹角越小，卡合力越弱，内部越容易脱落，夹角越大，越容易因缺损区域的增加而产生边缘部的塌边，另外，在嵌件成型时产生树脂的未填充部而异物进入，在研磨时容易对晶片造成损伤。


技术实现要素：

8.本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于实现一种晶片研磨用托板以及晶片研磨装置，关于托板的主体与内部件的卡合部，能够减小缺损区域，另外，能够抑制树脂的未填充部的产生，而且，能够产生较高的卡合力。
9.本发明通过作为一个实施方式而如下所述的解决手段来解决上述课题。
10.本发明的晶片研磨用托板用于将晶片保持于在圆板状的主体上开口形成的工件孔内，使晶片在平台上旋转而进行所述晶片的研磨，其特征在于，所述主体具有从所述工件
孔的内周部朝向径向外侧切口而成的切口部，并且所述主体设置有与所述切口部卡定而保持于所述内周部的环状的内部件，所述切口部在俯视时形成为具有以下的2个基线、2个中间线、2个第1圆弧以及连接线的形状：该2个基线分别与设置于所述内周部的2个起点连接，该2个中间线分别与所述2个基线的终端部连接并且配置成彼此的周向距离朝向径向外侧而扩大，该2个第1圆弧分别与所述2个中间线的终端部连接并且配置成内圆部彼此对置，该连接线将所述2个第1圆弧的终端部彼此连结。
11.另外，本发明的晶片研磨装置的特征在于，该晶片研磨装置具有：所述晶片研磨用托板；下平台，其在上表面设置有研磨面；上平台，其以能够上下移动的方式支承在所述下平台的上方，在该上平台的下表面设置有研磨面；驱动装置，其对所述下平台和所述上平台进行旋转驱动；托板驱动装置，其对所述晶片研磨用托板进行旋转驱动；以及浆料供给装置，其进行浆料的供给，在利用所述下平台和所述上平台夹持着在所述工件孔保持有所述晶片的所述晶片研磨用托板的状态下，一边将所述浆料供给到所述下平台上，一边使所述下平台、所述上平台以及所述晶片研磨用托板分别向设定的方向旋转而进行所述晶片的两面的研磨。
12.根据本发明，关于托板的主体与内部件的卡合部，能够减小缺损区域，因此能够抑制研磨布在缺损区域下沉而晶片的边缘部被削成圆角状的不良情况(塌边形状)的产生，能够提高晶片的平坦度。另外，由于在嵌件成型时能够抑制树脂的未填充部的产生，因此能够防止异物进入未填充部，在研磨时由于该异物而对晶片造成损伤。而且，由于能够产生较高的卡合力，因此能够降低在研磨时内部件从主体脱落而使晶片破损的风险。
附图说明
13.图1是示出本发明的实施方式的晶片研磨装置的例子的主视图。
14.图2是图1的晶片研磨装置的俯视图。
15.图3是示出图1的晶片研磨装置的晶片研磨用托板的例子的俯视图。
16.图4是示出图1的晶片研磨装置的晶片研磨用托板的另一例的俯视图。
17.图5是示出图1的晶片研磨装置的晶片研磨用托板的切口部的例子的俯视图。
18.图6是示出图1的晶片研磨装置的晶片研磨用托板的切口部的另一例的俯视图。
具体实施方式
19.以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1是示出本发明的实施方式的晶片研磨装置1的例子的主视图(概略图)。另外，图2是图1所示的晶片研磨装置1的俯视图(概略图)，通过省略从上平台14到上方的机构的图示，容易理解托板20及其周边构造。此外，在用于说明各实施方式的所有附图中，有时对具有相同功能的部件标注相同的标号，并省略其重复的说明。
20.本实施方式的晶片研磨装置1是所谓的两面研磨装置，其将晶片w保持在工件孔22内的晶片研磨用托板(有时简称为“托板”)20设为由上下的平台12、14夹持的状态，通过使各平台12、14以及托板20旋转来进行该晶片w的两面的同时研磨。另外，加工对象(研磨对象)的晶片w主要是大小为8～12英寸左右的晶片，但并不限定于此。
21.更具体而言，晶片研磨装置1具有在上表面设置有研磨面的下平台12以及以能够
上下移动的方式支承于下平台12的上方且在下表面设置有研磨面的上平台14。下平台12以及上平台14均使用金属材料(作为一例，不锈钢合金)形成为俯视圆形状。需要说明的是，在上述研磨面上，通常在贴附有研磨布(未图示)的状态下实施研磨工序(因此，本技术中的“研磨面”以贴附有研磨布的状态为主要结构)。
22.上下平台12、14通过驱动装置以轴线为中心相互向相反方向旋转。即，上平台14通过配设于支承框架10的驱动装置(作为一例，具有电动机的驱动机构)40，以轴线为中心旋转自如地设置。另外，上平台14能够通过作为上下移动机构的例如气缸装置41而上下移动。另一方面，下平台12由驱动装置(作为一例，具有电动机的驱动机构)42旋转驱动。另外，下平台12的下表面由圆环状的支承轴承43支承。另外，在上平台14上配设有经由多根支承杆50安装于上平台14且与上平台14一起旋转的旋转圆板52。
23.另外，在下平台12与上平台14之间配置有具有保持晶片w的工件孔22的托板20。这里，作为在由下平台12和上平台14夹持托板20的状态下对该托板20进行旋转驱动的托板驱动装置的例子，具有以下的结构。具体而言，通过轴线与下平台12的中心孔一致地配置的太阳齿轮(内侧销齿轮)16和内齿轮(外侧销齿轮)18，以自转且公转的方式被旋转驱动。太阳齿轮16、内齿轮18也通过公知的机构而旋转。此外，在本实施方式中，构成为在太阳齿轮16与内齿轮18之间配设有5个托板20，但并不限定于此。
24.另外，晶片研磨装置1具有进行浆料的供给的浆料供给装置。作为结构例，在旋转圆板52上以同心状固定有多个(在本实施方式中为2个)圆环状流槽54、56。并且，在圆环状流槽54、56的底面设置有浆料的流下孔(未图示)。经由配管62从浆料贮存部(未图示)向圆环状流槽54、56供给浆料。另外，在上平台14上以放射状形成有浆料的流下孔76，该上平台14的流下孔76与设置于圆环状流槽54、56的流下孔通过供给管78连接。通过该供给管78，向下平台12的研磨面上供给浆料。
25.因此，一边通过供给管78将浆料供给到下平台12上，一边使上平台14向箭头a方向(在此为逆时针方向)旋转，使下平台12向箭头b方向(在此为顺时针方向)旋转，通过与此相伴的上述托板驱动装置的动作使托板20向箭头c方向(在此为逆时针方向)旋转，由此晶片w相对于上下平台12、14相对移动，能够进行夹在上下平台12、14之间的该晶片w的两面的研磨。另外，在上述实施方式中设置了2个圆环状流槽，但也可以是设置1个圆环状流槽的结构，另外也可以将3个以上的多个圆环状流槽配设为同心状。
26.另外，晶片研磨装置1具有能够收纳多个晶片w的收纳单元(在此为晶片盒)19。进而，具有在晶片盒19与托板20(工件孔22)之间进行晶片w的运送的运送单元(此处为机械手)58。作为动作的概要，机械手58从晶片盒19取出1张成为研磨对象的规定的晶片w，并且将该晶片w向托板20的工件孔22内运送并保持。另外，将研磨结束后的晶片w从托板20的工件孔22内取出，将该晶片w运送到晶片盒19，使其收纳在规定的收纳位置。
27.接着，对托板20的结构进行详细说明。如上所述，托板20保持晶片w，在平台上(在由下平台12和上平台14夹持的状态下)使其旋转，由此进行晶片w的研磨。图3是示出托板20的一例的俯视图(概略图)。本实施方式中的托板20具有在圆板状的主体21中开口形成为圆形状或多边形状(形成为贯通板面的孔状)的工件孔22，在该工件孔内保持晶片w。主体21的厚度构成为与晶片w的完成尺寸大致相同的厚度，例如0.7mm～0.8mm。在本实施方式中，列举了在周向上隔开相同间隔地设置有3个工件孔22的例子，但并不限定于此。另一方面，图4
是示出托板20的其他例的俯视图(概略图)。这样，也可以构成为仅设置1个工件孔22。需要说明的是，在上述任意一个例子中，均设置有用于使浆料通过的透孔24。
28.另外，主体21使用钛、不锈钢合金等金属材料形成。这里，在工件孔22的周缘部(主体21的上下表面)，使用具有耐磨损性的材料，设置有规定宽度、规定厚度的涂层(未图示)。作为一例，涂层的厚度形成为2μm左右，涂层的宽度形成为8mm～15mm(更优选为10mm)左右的形状。另外，作为涂层的具体材料，优选dlc(类金刚石碳)。这里，dlc膜的形成可以通过公知的等离子体cvd法进行。dlc膜具有与金刚石同等的高硬度，并且具有金刚石所没有的优异的平滑性和耐磨损性。因此，通过在主体21形成dlc膜，能够减少主体21的磨损，能够延长托板20的寿命。但是，并不限定于上述结构，也可以代替dlc而使用硬度高的硬质陶瓷来形成，或者，也可以设为不设置涂层的结构。
29.另外，托板20在形成于主体21的工件孔22的内周部设置有环状的内部件26。具体而言，设置有从工件孔22的内周部朝向径向外侧切口的切口部30，内部件26通过与该切口部30卡定而保持于工件孔22的内周部。作为一例，内部件26使用树脂材料(例如尼龙、pom等)形成，形成为与主体21大致相同的厚度且具有1mm～2mm左右的宽度(径向尺寸)的形状。通过具有内部件26，作为保持于内部的晶片w的缓冲材料发挥作用，能够防止对晶片w的外周造成损伤。
30.需要说明的是，在本实施方式中，内部件26成为通过嵌件成型而卡定于主体21(在此为工件孔22内周部的切口部30)的结构。但是，并不限定于该结构，也可以采用通过粘接(包含熔接等)而被卡定的结构。
31.这里，如图5(图3中的v部放大图)所示，本实施方式的切口部30形成为具有如下部分的形状：2个基线31a、31b，该2个基线31a、31b在俯视时分别与设置于工件孔22的内周部的2个起点a、b连接；2个中间线32a、32b，该2个中间线32a、32b分别与2个基线31a、31b的终端部c、d连接并且配置为彼此的周向距离朝向径向外侧而扩大；2个第1圆弧(作为一例，半径为0.1mm～0.8mm左右)33a、33b，该2个第1圆弧33a、33b分别与该2个中间线32a、32b的终端部e、f连接并且配置为内圆部33a、33b彼此对置；以及连接线34，其将该2个第1圆弧33a、33b的终端部g、h彼此连结。另外，在上述结构中，包含基线以及中间线(31a以及32a、和/或31b以及32b)为直线且配置在同一线上而成为一条直线的形状。
32.由此，能够实现安装内部件26的托板20(在此为主体21)的缺损区域变小(即，在俯视观察时切口部30的面积变小)的结构，且能够实现将内部件26形成为较薄(减小径向尺寸)且接近圆环状(环状)的形状(在俯视时径向的凹凸较少的形状)的结构。因此，能够抑制研磨布在缺损区域下沉而晶片w的边缘部被削成圆角状的不良情况(产生所谓的“塌边”形状的不良情况)的产生，能够提高研磨加工后的状态下的晶片w的平坦度。
33.然而，如上所述，在供内部件26卡定的主体21(在此为切口部30)的缺损区域较小、且具有较薄的圆环状的形状的内部件26的情况下，成为晶片w研磨时的内部件26脱落的风险升高的主要原因。对于这样的课题，也能够通过本实施方式的上述的结构来实现解决。特别是，通过以扩大彼此的周向距离的方式配置的2个中间线32a、32b，能够提高防止内部件26从主体21脱落的效果，并且，通过分别与中间线32a、32b的终端部e、f连接的第1圆弧33a、33b，能够得到进一步减小缺损区域(切口部30的俯视面积)的效果，并且能够抑制在嵌件成型时在切口部30内产生树脂的未填充部，因此，能够防止异物进入未填充部，在研磨时由于
该异物而对晶片w造成损伤。进而，作为次要的效果，在嵌件成型时，无需提高树脂的注射压力，因此能够防止内部件26意外变厚的不良情况、厚度出现不均的不良情况的发生。
34.这里，本实施方式的2个中间线32a、32b在俯视时形成为该2个中间线32a、32b所成的角θ为30
°
～90
°
(作为一个例子，为50
°
)左右的形状。所成的角θ例如在中间线32a、32b具有主要的直线的情况下能够定义为直线彼此的夹角，在不具有主要的直线的情况下(由曲线、连续的短直线等构成的情况下)能够定义为连结终端部c和终端部e的直线与连结终端部d和终端部f的直线的夹角。
35.由此，能够在防止内部件26脱落的观点上得到较高的效果。特别是，在本实施方式中，如上所述，通过具有第1圆弧33a、33b，能够减小缺损区域(切口部30的俯视面积)，并且能够抑制在嵌件成型时在切口部30内产生树脂的未填充部，因此与现有技术相比，能够将θ的角度设定得更大，能够进一步提高防止内部件26脱落的效果。
36.另外，本实施方式的2个基线31a、31b构成为形成为具有在俯视时以外圆部35a、35b彼此对置的方式配置的2个第2圆弧(作为一例，半径0.1mm～0.8mm左右)35a、35b的形状。另外，在上述结构中，包含基线31a、31b通过圆角加工而形成的曲面(俯视时的曲线)的形状、半径不固定的曲面的形状。
37.由此，在通过嵌件成型形成内部件26时，在起点a、b及其附近的位置，能够使树脂的蔓延良好。因此，在嵌件成型时能够抑制树脂的未填充部的产生，因此能够防止异物进入未填充部，在研磨时由于该异物而对晶片w造成损伤。而且，若不设置该第2圆弧35a、35b，则起点a、b的形状成为尖锐成锐角的结构，因此在晶片w研磨时损伤研磨布等的可能性变高，但能够防止该情况。
38.接下来，如图5所示，本实施方式的连接线34构成为，在俯视观察时，形成为距工件孔22的中心的半径r1恒定的圆弧状。由此，能够使切口部30的径向的宽度尺寸恒定化。因此，能够避免研磨布的下沉状态因周向位置而产生偏差，能够防止在晶片w研磨时在边缘部产生塌边。
39.另一方面，作为连接线34的其他例，如图6(与图5相同位置的对应图)所示，也可以构成为，在俯视时，形成为与2个第1圆弧33a、33b连接的2个连接位置(具体而言，g、h)处的半径r2、r3相对较小并且2个连接位置(g、h)的中间位置处的半径r4相对较大的圆弧状。由此，与图5所示的结构相比，在通过嵌件成型来形成内部件26时，特别是在第1圆弧33a、33b的半径较小的情况下等，能够在终端部g、h及其附近的位置使树脂的蔓延更加良好。
40.如以上所说明的那样，根据本发明，关于托板的主体与内部件的卡合部，能够减小缺损区域，因此能够抑制研磨布在缺损区域下沉而晶片的边缘部被削成圆角状的不良情况(塌边形状)的产生。另外，由于在嵌件成型时能够抑制树脂的未填充部的产生，因此能够防止异物进入未填充部，在研磨时由于该异物而对晶片造成损伤。而且，由于能够产生较高的卡合力，因此能够降低在研磨时内部件从主体脱落而使晶片破损的风险。
41.此外，本发明并不限定于以上说明的实施例，在不脱离本发明的范围内能够进行各种变更。例如，作为进行研磨的对象物，以晶片(硅晶片)为例进行了说明，但并不限定于此，对于其他平板状(特别是圆板状)的工件也能够同样地应用。