專利名稱：吸附板和吸附板的制造方法
技術領域：
本發明涉及在磨削裝置中吸引保持被加工物的保持工作臺用吸附板及其制造方法。
背景技術：
關于在表面上由分割預定線劃分開而形成有大量IC(integratedcircuit :集成 電路)、LSI (large-scale integration :大規模集成電路)等器件的半導體晶片，在利用磨 削裝置對背面進行磨削而形成為預定的厚度后，被切割裝置(切削裝置)分割成一個個器 件，分割開的器件被利用于移動電話、個人計算機等電子設備中。 對晶片的背面進行磨削的磨削裝置包括卡盤工作臺，其吸引保持晶片并且能夠 旋轉；和磨削裝置，其將磨輪支撐為能夠旋轉，該磨輪對保持在上述卡盤工作臺上的晶片進 行磨削，上述磨削裝置能夠將晶片磨削成預期的厚度。 在這樣的磨削裝置中，為了使硅晶片的厚度均一地進行磨削，需要利用磨輪定期 或隨時地磨削卡盤工作臺的保持面，進行磨輪的磨削面與卡盤工作臺的保持面之間的找平 (平行出^ )。 構成磨削裝置用卡盤工作臺的保持面的吸附板一般由多孔陶瓷形成，由于多孔陶
瓷比硅晶片要硬，所以在進行找平時使用的磨削磨具需要使用金屬粘接劑磨具。 因此，以往需要將在磨削硅晶片時使用的具有樹脂粘接劑磨具的磨輪替換成具有
金屬粘接劑磨具的磨輪，然后進行磨輪的磨削面與卡盤工作臺的保持面之間的找平。
為了解決該問題，在日本實公昭62-33319號公報中，公開了這樣的卡盤工作臺 由與保持在卡盤工作臺上的硅晶片材質相同的硅來形成卡盤工作臺的吸附板，使卡盤工作 臺用吸附板的磨削條件與硅晶片的磨削條件相同。
專利文獻1 :日本實公昭62-33319號公報 但是，專利文獻1中公開的卡盤工作臺是在從硅鑄錠中切下的硅板上形成有貫穿 正反面的多個細孔的卡盤工作臺，即使使用激光加工裝置，該卡盤工作臺的加工也需要相 當長的時間，存在生產效率差、成本高的問題。
發明內容
本發明就是鑒于這樣的問題而完成的，其目的在于提供一種卡盤工作臺用吸附板
及其制造方法，該卡盤工作臺用吸附板能夠容易地實現磨輪的磨削面與卡盤工作臺的保持 面之間的找平，而不會對磨輪造成損傷。 根據第一方面所述的發明，提供一種吸附板，該吸附板為吸引保持被加工物的保 持工作臺用吸附板，其特征在于，上述吸附板由粒徑為200 m 800 m的硅粒子一體燒結 而形成。 根據第二方面所述的發明，提供一種吸附板的制造方法，其特征在于，將粒徑為 200 ii m 800 ii m硅粒子按體積比為50% 80% 、與粒徑為150 y m以下的硅粒子按體積比為50% 20%混合，將得到的混合物在真空氣氛、惰性氣體氣氛或者還原氣氛中、且在
0. 1 20MPa的壓力下以1200°C 1350°C的溫度進行燒結，從而形成吸附板。 根據本發明，由于將粒徑在預定范圍內的硅粒子在預定條件下進行燒結而形成多
孔板，并利用該多孔板來構成保持晶片的保持工作臺(卡盤工作臺)的吸附板，所以能夠比
較容易地制造出吸附板，并且能夠實現成本的降低。 此外，由于能夠在與磨削硅晶片時的條件相同的條件下對保持工作臺的吸附面進 行磨削，所以能夠提供使硅晶片的厚度精加工成均一的磨削裝置。
圖1是具有應用了本發明的吸附板的卡盤工作臺的磨削裝置的立體圖。
圖2是熱壓裝置的縱剖視圖。 圖3是利用本發明制造出的卡盤工作臺的分解立體圖。 圖4的(A)圖是表示將卡盤工作臺安裝到基座上的狀況的分解立體圖，圖4的(B) 圖是安裝在基座上的卡盤工作臺的縱剖視圖。 圖5是另一實施方式所述的熱壓裝置的主要部分的縱剖視圖。 圖6是利用圖5所示的具有空腔的熱壓裝置制造出的卡盤工作臺的立體圖。 標號說明 2 :磨削裝置；10 :磨削單元；20 :輪座；22 :磨輪；36 :卡盤工作臺；46 :熱壓裝置； 52 :模具(dies) ;54 :上沖頭；56 :下沖頭；58 :空腔；60 :液壓缸；64 :加熱器；68 :硅粒子混 合物；70 :吸附板；72 :框體。
具體實施例方式
下面，參照附圖詳細說明本發明的實施方式。圖l表示具有應用了本發明實施方 式的吸附板的卡盤工作臺(保持工作臺)的磨削裝置2的立體圖。標號4是磨削裝置2的 殼體，在殼體4的后方豎立設置有柱體6。在柱體6上，固定有在上下方向延伸的一對導軌 8。 沿著這一對導軌8以能夠在上下方向上移動的方式裝配有磨削單元(磨削裝 置)10。磨削單元10具有主軸殼體12、以及保持主軸殼體12的支撐部14，支撐部14安裝 在移動基座16上，該移動基座16沿一對導軌8在上下方向上移動。 磨削單元10包括主軸18，其以能夠旋轉的方式收納在主軸殼體12中；輪座20， 其固定在主軸18的前端；磨輪22，其螺紋緊固在輪座22上，并具有配設成環狀的多個磨削 磨具；以及電動馬達，其驅動主軸18旋轉。 磨削裝置2包括磨削單元移動機構32，該磨削單元移動機構32由滾珠絲杠28和 脈沖馬達30構成，用于使磨削單元10沿著一對導軌8在上下方向上移動。當驅動脈沖馬 達30時，滾珠絲杠28旋轉，移動基座16在上下方向上移動。 在殼體4的上表面上形成有凹部4a，在該凹部4a上配設有卡盤工作臺機構34。卡 盤工作臺機構34具有卡盤工作臺36，該卡盤工作臺機構34通過未圖示的移動機構而在晶 片裝卸位置A、和與磨削單元10對置的磨削位置B之間沿Y軸方向移動。標號38和40是 波紋罩。在殼體4的前方側，配設有用于由磨削裝置2的操作者輸入磨削條件等的操作面板42。 卡盤工作臺36具有吸附板70，其由硅的燒結體構成；和框體72，其配設在吸附 板70的外周，并且同樣由硅形成。吸附板70使用圖2所示的熱壓裝置46由硅的燒結體形 成。 參照圖2，熱壓裝置46在殼體48內劃分有艙室(chamber) 50，在艙室50內配設有 環狀的模具52。在模具52內插入有上沖頭54和下沖頭56，在上下沖頭54、56之間劃分有 空腔(cavity)58。下沖頭56安裝在液壓缸60的未圖示的活塞桿上，液壓缸60經由管道 62與液壓泵連接。 在艙室50內以包圍模具52的方式配設有加熱器64。艙室50經由抽吸口 66與真 空泵連接，通過使真空泵工作，來使艙室50內保持為真空氣氛。也可以不保持為真空氣氛， 而代之以使艙室50內保持為惰性氣體氣氛或者還原氣氛。 通過使液壓缸60工作，能夠使下沖頭56上升，從而對空腔58內進行加壓。通過 在空腔58內填充由粒徑不同的硅粒子以預定的配合比配合而成的硅粒子混合物68，并使 艙室50內成為真空氣氛、惰性氣體氣氛、或者還原氣氛中的任一種氣氛，并且將空腔58內 加壓至預定壓力并以預定溫度進行燒結，由此能夠制造出由圖3所示的多孔的硅燒結體構 成的吸附板70。 優選的是，框體72例如從硅鑄錠上切下而形成，并且通過將吸附板70插入到框體 72中并在預定條件下進行燒結，使吸附板70與框體72 —體化。 也可以不通過燒結來使吸附板70與框體72 —體化，而代之以將多孔吸附板70與 框體72通過粘接材料結合在一起。此外，框體72也可以不是從硅鑄錠上切下，而是利用熱 壓裝置對粒徑為50ym以下的硅粒子進行燒結而形成的。 如圖4所示，關于吸附板70與框體72結合而形成的卡盤工作臺36，通過將螺釘 82插入到安裝孔74中，并與基座76的螺紋孔80螺合，由此該卡盤工作臺36被固定在基座 76上。在基座76內，形成有在基座76的表面76a上開口的抽吸通道78，抽吸通道78與真 空抽吸源連接。 參照圖5，示出了另一實施方式所述的熱壓裝置的主要部分的剖視圖。在該熱壓裝 置中，使用直徑大的下沖頭56A在模具52A內劃分出階梯狀空腔58A。 例如，在空腔58A的中心部分填充粒徑較大的硅粒子，在外周部分填充粒徑較小 的硅粒子，并利用熱壓裝置進行燒結，由此能夠制造出如圖6的(A)圖所示的、多孔吸附部 86與高密度的框體88形成為一體的卡盤工作臺84。 或者，如圖6的(B)圖所示，整體由粒徑較大的硅粒子燒結而形成多孔吸附部，并 使外周部分浸漬樹脂，由此也能夠制造出形成了氣密框體的卡盤工作臺90。
下面，對使用圖2所示的熱壓裝置并使制造條件發生各種變化來嘗試吸附板的制 造的實施例進行說明。硅的熔點是141(TC，其密度是2. 33g/cm2。 在該實施例中，使用粒徑為10iim、50iim、100iim、150iim、200iim、250iim、 300 ii m、350 ii m、400 ii m、500 ii m、600 ii m、700 ii m、800 ii m、900 ii m、1000 ii m的15禾中娃粒子
進行了以下實驗。
(實驗1) (1)對10 ii m的硅粒子在IIO(TC下施加0. lMPa 30MPa的壓力，并通過熱壓來嘗試燒結。其結果為，無法燒結。 (2)對10 ii m的硅粒子在1150。C下施加0. IMPa 30MPa的壓力，并通過熱壓來嘗 試燒結。其結果為，可以明確雖然在18MPa以上的壓力下能夠燒結，但是憑借手的力量就 能弄碎，燒結尚不充分。 (3)對10 ii m的硅粒子施加0. IMPa 30MPa的壓力，使溫度在1200°C 1400。C的 范圍內變化，并通過熱壓來嘗試燒結。其結果為，雖然在120(TC以上的溫度下得到了多孔狀 的燒結，但是當溫度達到136(TC以上時便開始熔融，密度變為2.3g/cm2。此外，當壓力達到 21MPa以上時，在120(TC下成為密度為2. 3g/cm2的燒結體。 根據上述實驗結果可以明確當在0. IMPa 20MPa的壓力下以1200°C 1350°C 的溫度對硅粒子進行燒結時，能夠獲得多孔狀的燒結體。 [OO45](實驗2) (1)在20MPa的壓力下以1250°C的溫度，對粒徑為50 y m、 100 y m、 150 y m、200 y m、 250 ii m、300 ii m、400 ii m、500 ii m、600 ii m、700 ii m、800 ii m、900 ii m、 1000 ii m的硅粒子的燒結 進行了嘗試。 結果如下所述。S卩、在硅粒子的粒徑為50iim 150iim的情況下，得到了密度為 2. 2g/cm2的多孔狀的燒結體。但是，無法實現空氣的連通。 在硅粒子的粒徑為200 ii m 800 y m的情況下，雖然強度不夠，但是得到了密度為 1. 3g/cm2 1. 7g/cm2的多孔狀的燒結體。可以明確這些燒結體的氣孔率在40% 25%， 實現了空氣的連通，能夠作為卡盤工作臺的吸附板發揮作用。 在硅粒子的粒徑為900 iim 1000 iim的情況下，可以明確雖然有微量的燒結，但
是無法維持形態。
(實驗3) (1)將粒徑在150iim以下的硅粒子按體積比為10%、與粒徑為200iim以上的硅 粒子按體積比為90%混合，并在20MPa的壓力下以125(TC的溫度嘗試進行燒結。
其結果為，雖然得到了密度為1. 8g/cm2的多孔狀的燒結體，但是強度不夠。
(2)將粒徑在150 ii m以下的硅粒子按體積比為20%、與粒徑為200 ii m以上的硅 粒子按體積比為80%混合，并在20MPa的壓力下以125(TC的溫度嘗試進行燒結。
其結果為，得到了密度為1. 8g/cm2的多孔狀的燒結體，并且其強度足夠。此外，可 以明確該燒結體的氣孔率為22%并且實現了空氣的連通，能夠作為卡盤工作臺的吸附板 發揮作用。 (3)將粒徑在150 ii m以下的硅粒子按體積比為30%、與粒徑為200 y m以上的硅
粒子按體積比為70%混合，并在20MPa的壓力下以125(TC的溫度嘗試進行燒結。 其結果為，得到了密度為1. 8g/cm2的多孔狀的燒結體，并且其強度足夠。此外，可
以明確該燒結體的氣孔率為22%并且實現了空氣的連通，能夠作為卡盤工作臺的吸附板
發揮作用。 (4)將粒徑在150 ii m以下的硅粒子按體積比為40%、與粒徑為200 ii m以上的硅 粒子按體積比為60%混合，并在20MPa的壓力下以125(TC的溫度嘗試進行燒結。
其結果為，得到了密度為1. 8g/cm2的多孔狀的燒結體，并且其強度足夠。此外，可 以明確該燒結體的氣孔率為21%并且實現了空氣的連通，能夠作為卡盤工作臺的吸附板發揮作用。 (5)將粒徑在150 ii m以下的硅粒子按體積比為50%、與粒徑為200 ii m以上的硅
粒子按體積比為50%混合，并在20MPa的壓力下以125(TC的溫度嘗試進行燒結。 其結果為，得到了密度為1. 9g/cm2的多孔狀的燒結體，并且其強度足夠。此外，可
以明確該燒結體的氣孔率為18%并且實現了空氣的連通，能夠作為卡盤工作臺的吸附板
發揮作用。 (6)將粒徑在150iim以下的硅粒子按體積比為60%、與粒徑為200iim以上的硅 粒子按體積比為40%混合，并在20MPa的壓力下以125(TC的溫度嘗試進行燒結。
其結果為，得到了密度為2. 0g/cm2的多孔狀的燒結體，并且其強度足夠。此外，可 以明確該燒結體的氣孔率為14%并且未實現空氣的連通，無法作為卡盤工作臺的吸附板
發揮作用。(實驗4) (1)將粒徑在150 ii m以下的硅粒子按體積比為30%、與粒徑為300 ii m的硅粒子
按體積比為70%混合，并在20MPa的壓力下以125(TC的溫度嘗試進行燒結。 其結果為，得到了密度為1. 7g/cm2的多孔狀的燒結體，并且其強度足夠。此外，可
以明確該燒結體的氣孔率為27%，能夠作為卡盤工作臺的吸附板發揮作用。 (2)將粒徑在150 ii m以下的硅粒子按體積比為30%、與粒徑為400 ii m的硅粒子
按體積比為70%混合，并在20MPa的壓力下以125(TC的溫度嘗試進行燒結。 其結果為，得到了密度為1. 6g/cm2的多孔狀的燒結體，并且其強度足夠。此外，可
以明確該燒結體的氣孔率為31%，能夠作為卡盤工作臺的吸附板發揮作用。 (3)將粒徑在150 ii m以下的硅粒子按體積比為30%、與粒徑為500 ii m的硅粒子
按體積比為70%混合，并在20MPa的壓力下以125(TC的溫度嘗試進行燒結。 其結果為，得到了密度為1. 5g/cm2的多孔狀的燒結體，并且其強度足夠。此外，可
以明確該燒結體的氣孔率為35%，能夠作為卡盤工作臺的吸附板發揮作用。 (4)將粒徑在150 ii m以下的硅粒子按體積比為30%、與粒徑為800 ii m的硅粒子
按體積比為70%混合，并在20MPa的壓力下以125(TC的溫度嘗試進行燒結。 其結果為，得到了密度為1. 4g/cm2的多孔狀的燒結體，并且其強度足夠。此外，可
以明確該燒結體的氣孔率為38%，能夠作為卡盤工作臺的吸附板發揮作用。 (5)將粒徑在150 ii m以下的硅粒子按體積比為30%、與粒徑為900 ii m的硅粒子
按體積比為70%混合，并在20MPa的壓力下以125(TC的溫度嘗試進行燒結。 其結果為，雖然得到了密度為1. 3g/cm2的多孔狀的燒結體，但是其強度不夠。此
外，可以明確該燒結體的氣孔率為45%，如果作為卡盤工作臺的吸附板使用，有可能會使
晶片產生凹坑(dimple)，因而不優選作為吸附板。(實驗結果的總結) 對實驗1 實驗4的結果進行總結，能夠提取出以下條件。將粒徑為200iim 800iim的硅粒子按體積比為50% 80%、與粒徑在150 y m以下的硅粒子按體積比為 50% 20%混合，并在真空氣氛、惰性氣體氣氛、和還原氣氛中的任一種氣氛中、且在 0. 1 20MPa的壓力下以1200°C 1350°C的溫度使其燒結，由此能夠得到可作為卡盤工作 臺的吸附板發揮作用的多孔吸附板。
權利要求
一種吸附板，該吸附板為吸引保持被加工物的保持工作臺用吸附板，其特征在于，上述吸附板由粒徑為200μm～800μm的硅粒子一體燒結而形成。
2. —種吸附板的制造方法，其特征在于，將粒徑為200iim 800iim硅粒子按體積比為50% 80%、與粒徑為150iim以下的 硅粒子按體積比為50% 20%混合，將得到的混合物在真空氣氛、惰性氣體氣氛或者還原氣氛中、且在0. 1 20MPa的壓力 下以1200°C 135(TC的溫度進行燒結，從而形成吸附板。
全文摘要
本發明提供一種卡盤工作臺用吸附板及其制造方法，該卡盤工作臺用吸附板適于進行磨輪的磨削面與卡盤工作臺的保持面之間的找平。上述吸附板是吸引保持被加工物的保持工作臺用吸附板，該吸附板由粒徑為200μm～800μm的硅粒子一體燒結而形成。關于多孔狀吸附板，將粒徑為200μm～800μm硅粒子按體積比為50％～80％、與粒徑為150μm以下的硅粒子按體積比為50％～20％混合，并將得到的混合物在真空氣氛、惰性氣體氣氛或者還原氣氛的任一種氣氛中、且在0.1～20MPa的壓力下以1200℃～1350℃的溫度進行燒結，從而形成上述多孔狀吸附板。
文檔編號B24B41/06GK101733684SQ20091017945
公開日2010年6月16日 申請日期2009年10月13日 優先權日2008年11月5日
發明者五木田洋平, 原田晴司, 梶山啟一 申請人:株式會社迪思科