JP2024111456A - ウエーハの研削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエーハの保持面に異物が付着して、ウエーハの研削面にディンプルが生じたり、ウエーハに割れが生じたりする問題を解消できるウエーハの研削方法を提供する。
【解決手段】第一の面を洗浄する洗浄工程と、第二の面を保持しチャックテーブルまで搬送し該第一の面を該チャックテーブルに対面させ吸引保持する保持工程と、該チャックテーブルに吸引保持された該ウエーハの第二の面を研削する研削工程と、を含み構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、第一の面と第二の面とを備えたウエーハの研削方法に関する。

複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所望の厚みに形成された後、ダイシング装置によって個々のデバイスチップに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

研削装置は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハの裏面を研削する研削ホイールを回転可能に備えた研削手段と、を含み構成されていて、ウエーハを所望の厚みに研削することができる。（例えば特許文献１を参照）。

また、インゴットをスライスして生成されたベアウエーハの表面を研削する場合にも研削装置が用いられ、所望の精度で研削される（例えば特許文献２を参照）。

特開２００６－０２１２６４号公報 特開２０１７－２０４６０６号公報

しかし、研削加工が実施される際にチャックテーブルに保持されるウエーハの保持面に異物が付着していると、該異物が付着している箇所に対応する研削面が過剰に研削されてディンプル（凹部）が生じたり、割れが生じたりするという問題がある。

本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、ウエーハの保持面に異物が付着して、ウエーハの研削面にディンプルが生じたり、ウエーハに割れが生じたりする問題を解消できるウエーハの研削方法を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、第一の面と第二の面とを備えたウエーハの研削方法であって、該第一の面を洗浄する洗浄工程と、該第二の面を保持しチャックテーブルまで搬送し該第一の面を該チャックテーブルに対面させ吸引保持する保持工程と、該チャックテーブルに吸引保持された該ウエーハの第二の面を研削する研削工程と、を含み構成されるウエーハの研削方法が提供される。

該第一の面には、保護テープが配設されており、該洗浄工程において、該保護テープを洗浄するようにしてもよい。また、該第一の面は複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されたデバイス領域を備えているものであってもよい。

本発明のウエーハの研削方法は、第一の面と第二の面とを備えたウエーハの研削方法であって、該第一の面を洗浄する洗浄工程と、該第二の面を保持しチャックテーブルまで搬送し該第一の面を該チャックテーブルに対面させ吸引保持する保持工程と、該チャックテーブルに吸引保持された該ウエーハの第二の面を研削する研削工程と、を含み構成されていることから、チャックテーブルに保持されるウエーハの第一の面側に、異物が付着していたとしても、チャックテーブルに保持される前に該第一の面が洗浄されて、異物が除去されることから、ウエーハの研削面にディンプルが生じたり、ウエーハに割れが生じたりする問題を解消することができる。

本発明を実施するのに好適な研削装置の全体斜視図である。 本発明により加工されるウエーハに保護テープを貼着する態様を示す斜視図である。 第一の面を洗浄する洗浄手段にウエーハを搬送する態様を示す斜視図である。 第一の面を洗浄する洗浄工程の実施態様を示す斜視図である。 第一の面が洗浄されたウエーハを仮置きテーブルに搬送する態様を示す斜視図である。 ウエーハの第二の面を研削する研削工程の実施態様を示す斜視図である。

以下、本発明に基づいて構成されるウエーハの研削方法について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

図１には、本発明に基づくウエーハの研削方法を実施するのに好適な研削装置１が示されている。研削装置１は、略直方体状の装置ハウジング２を備えている。図１において、装置ハウジング２の後端側には、支持壁２１が立設されている。この支持壁２１の内側面には、上下方向（Ｚ軸方向）に延びる２対の案内レール２２、２２及び２３、２３が設けられている。一方の案内レール２２、２２には粗研削手段としての粗研削ユニット３が上下方向に移動可能に装着されており、他方の案内レール２３、２３には仕上げ研削手段としての仕上げ研削ユニット４が上下方向に移動可能に装着されている。

粗研削ユニット３は、ユニットハウジング３１と、ユニットハウジング３１に回転自在に支持された回転軸３２の下端に配設されたホイールマウント３３と、ホイールマウント３３に装着され下面に環状に複数の研削砥石３５が配置された粗研削ホイール３４と、ユニットハウジング３１の上端に装着されホイールマウント３３を矢印Ｒ１で示す方向に回転させる電動モータ３６と、ユニットハウジング３１を、支持部材３７を介して支持する移動基台３８とを備えている。

移動基台３８には、上記した支持壁２１に設けられた案内レール２２、２２に摺動可能に嵌合する被案内溝が設けられており、粗研削ユニット３が上下方向に移動可能に支持される。図示の研削装置１は、粗研削ユニット３の移動基台３８を案内レール２２、２２に沿って昇降させる昇降手段として配設された研削送り機構３９を備えている。研削送り機構３９は、支持壁２１に案内レール２２、２２と平行に上下方向に配設され回転可能に支持された雄ねじロッド３９１と、該雄ねじロッド３９１を回転駆動するためのパルスモータ３９２と、移動基台３８に装着され雄ねじロッド３９１と螺合する図示しない雌ねじブロックを備えており、パルスモータ３９２によって雄ねじロッド３９１を正転及び逆転駆動することにより、粗研削ユニット３を上下方向に移動させる。

仕上げ研削ユニット４も上記粗研削ユニット３と略同様に構成されており、ユニットハウジング４１と、ユニットハウジング４１に回転自在に支持された回転軸４２の下端に配設されたホイールマウント４３と、ホイールマウント４３に装着され、下面に環状に複数の研削砥石４５が配置された仕上げ研削ホイール４４と、ユニットハウジング４１の上端に装着されホイールマウント４３を矢印Ｒ２で示す方向に回転させる電動モータ４６と、ユニットハウジング４１を、支持部材４７を介して支持する移動基台４８とを備えている。

移動基台４８には、上記した支持壁２１に設けられた案内レール２３、２３に摺動可能に嵌合する被案内溝が設けられており、仕上げ研削ユニット４が上下方向に移動可能に支持される。図示の実施形態における研削装置１は、仕上げ研削ユニット４の移動基台４８を案内レール２３、２３に沿って昇降させる昇降手段として配設された研削送り機構４９を備えている。研削送り機構４９は、支持壁２１に案内レール２３、２３と平行に上下方向に配設され回転可能に支持された雄ねじロッド４９１と、該雄ねじロッド４９１を回転駆動するためのパルスモータ４９２と、移動基台４８に装着され雄ねじロッド４９１と螺合する図示しない雌ねじブロックを備えており、パルスモータ４９２によって雄ねじロッド４９１を正転及び逆転駆動することにより、仕上げ研削ユニット４を上下方向に移動させる。

電動モータ３６及び電動モータ４６によって回転させられる回転軸３２、回転軸４２の回転軸端３２ａ、４２ａには、研削砥石３５、４５と後述するチャックテーブル６に保持される被加工物とに研削水として純水Ｌを供給する研削水供給手段（図示は省略する）が接続されている。

研削装置１は、上記支持壁２１の前側において装置ハウジング２の上面と略面一となるように配設されたターンテーブル５を備えている。このターンテーブル５は、比較的大径の円盤状に形成されており、装置ハウジング２の上面の排水パン２０内において図示を省略する回転駆動機構によって矢印Ｒ３で示す方向に適宜回転させられる。ターンテーブル５には、それぞれ１２０度の角度をもって被加工物を保持する保持手段として配設された３個のチャックテーブル６が配設されている。各チャックテーブル６は、後述する回転駆動手段を備えて矢印Ｒ４で示す方向に回転可能に構成されている。このチャックテーブル６は、通気性を有するポーラス部材によって円盤状に形成されチャックテーブル６の保持面を形成する吸着チャック６２と、吸着チャック６２を囲繞する枠体６１とを備えている。

ターンテーブル５に配設された３個のチャックテーブル６は、ターンテーブル５が矢印Ｒ３で示す方向に回転させられることにより、被加工物搬入・搬出域Ａ→粗研削加工域Ｂ→仕上げ研削加工域Ｃ→被加工物搬入・搬出域Ａに順次移動させられる。排水パン２０内の被加工物搬入・排出域Ａの近傍には、被加工物搬入・排出域Ａに位置付けられたチャックテーブル６に向けて純水Ｌを噴射して、チャックテーブル６に保持された研削加工後のウエーハＷや、吸着チャック６２の上面を洗浄する洗浄水供給ノズル１５が配設されている。

図示の研削装置１は、被加工物搬入・搬出域Ａに対して一方側に配設され研削加工前のウエーハＷを複数収容する第１のカセット７と、被加工物搬入・搬出域Ａに対して他方側に配設され研削加工後のウエーハＷを複数収容する第２のカセット８と、第１のカセット７と被加工物搬入・搬出域Ａとの間に配設され被加工物を吸引保持して仮置きする仮置きテーブル９と、被加工物搬入・搬出域Ａと第２のカセット８との間に配設された洗浄手段１１と、ウエーハＷを第１のカセット７から搬出し、洗浄手段１１、仮置きテーブル９に搬送すると共に洗浄手段１１において洗浄されたウエーハＷを第２のカセット８に搬入する吸着部１２ａを有する第１の搬送手段１２と、仮置きテーブル９において中心合わせが実施されたウエーハＷを被加工物搬入・搬出域Ａに位置付けられたチャックテーブル６に搬送する吸着部１３ａを有する第２の搬送手段１３と、被加工物搬入・搬出域Ａに位置付けられたチャックテーブル６上のウエーハＷを洗浄手段１１に搬送する吸着部１４ａを有する第３の搬送手段１４とを備えている。第２の搬送手段１３は、アーム部材を備えて矢印Ｒ５で示す方向に旋回可能であり、第３の搬送手段１４は、アーム部材を備えて矢印Ｒ６で示す方向に旋回可能である。

なお、図示は省略するが、ウエーハＷを、被加工物搬入・搬出域Ａに位置付けられたチャックテーブル６と、仮置きテーブル９と、洗浄手段１１のスピンナーテーブル１１ａとに搬送可能な１つの搬送手段を配設することで、第２の搬送手段１３と第３の搬送手段１４とを、１つの搬送手段によって兼用することも可能である。

被加工物搬出入手段１２が配置された装置ハウジング２の手前側には、研削作業を指示したり、加工条件を指定したりするための操作パネルを含む制御手段１００が配設されている。該制御手段１００は、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）と、制御プログラム等を格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）と、演算結果等を記憶する記憶手段としての読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、入力インターフェース及び出力インターフェースを備えている(いずれも図示は省略する）。このように構成された制御手段１００には、本発明に基づいて構成されるウエーハの研削方法（追って詳述する）を実施するための制御プログラムが記憶されており、上記の研削装置１の各作動部が制御されて実行される。

図示の研削装置１は、概ね上記したとおりの構成を備えており、図１に加え、図２～６を参照しながら、本実施形態のウエーハの研削方法について説明する。

図２には、図示の研削装置１によって研削される被加工物として、表面Ｗａに、複数のデバイスＤが分割予定ラインによって区画されたデバイス領域を備えるウエーハＷが示されている。ウエーハＷの表面Ｗａには、ウエーハＷの裏面Ｗｂを研削する際に表面Ｗａ側のデバイス領域を保護すべく、保護テープＴが貼着されて一体とされている。本実施形態においては、保護テープＴが第一の面を形成し、ウエーハＷの裏面Ｗｂが第二の面である。

研削装置１によってウエーハＷを研削するに際し、上記した未加工のウエーハＷを複数収容した第１のカセット７を研削装置１にセットし、ターンテーブル５を作動して、ウエーハＷが保持されていないチャックテーブル６を、被加工物搬入・搬出域Ａに位置付ける。仕上げ研削加工が施された後のウエーハＷを保持したチャックテーブル６が被加工物搬入・搬出域Ａに位置付けられた場合は、第３の搬送手段１４を作動して、チャックテーブル６からウエーハＷを搬出して洗浄手段１１に搬送し、被加工物搬入・搬出域Ａに位置付けられたチャックテーブル６にウエーハＷが保持されていない状態とする。そして、吸着チャック６２の内部からウエーハＷの保持面に純水Ｌを噴出させると共に、吸着チャック６２に対して、洗浄水供給ノズル１５から純水を噴射して、チャックテーブル６上を清浄な状態とする。

次いで、図３に示すように、第１の搬送手段１２を作動して、第１のカセット７に収容された未加工のウエーハＷの裏面Ｗｂを、該第１の搬送手段１２の吸着部１２ａによって吸着して搬出し、第一の面である保護テープＴ側を上方に向けた状態で洗浄手段１１の上記したスピンナーテーブル１１ａに載置する。そして、図示を省略する吸引手段を作動して、ウエーハＷをスピンナーテーブル１１ａに吸引保持する。

ウエーハＷを洗浄手段１１のスピンナーテーブル１１ａに吸引保持したならば、洗浄手段１１全体を下降して、ハウジング２の内部に収容する。次いで、図４に示すように、洗浄手段１１のスピンナーテーブル１１ａに吸引保持されたウエーハＷを、図示を省略する回転駆動手段によって矢印Ｒ７で示す方向に高速で回転すると共に、ウエーハＷの上方に洗浄水供給ノズル１１ｂを位置付ける。次いで、該洗浄水供給ノズル１１ｂを矢印Ｒ８で示す方向に揺動させながら洗浄水として所定時間、純水Ｌを噴射し、その後、所定時間、高速でウエーハＷを高速で回転させることにより保護テープＴの上面を乾燥する。以上により、第一の面を構成する保護テープＴの上面を洗浄する洗浄工程が完了する。この結果、研削装置１にウエーハＷが搬入された際に、保護テープＴ側に異物が付着していたとしても、この洗浄工程において異物が除去される。

上記したように、洗浄工程が完了したならば、洗浄手段１１にウエーハＷを搬送した際にウエーハＷを保持したのと同様に、ウエーハＷの研削面となる第二の面、すなわち裏面Ｗｂを第１の搬送手段１２の吸着部１２ａによって吸着して、ウエーハＷを洗浄手段１１から搬出する。第１の搬送手段１２によって洗浄手段１１から搬出されたウエーハＷは、図５に示すように仮置きテーブル９に搬送される。洗浄手段１１から仮置きテーブル９に搬送される間に、第１の搬送手段１２の吸着部１２ａを反転し、第一の面である保護テープＴ側を下方に向けて、第二の面である裏面Ｗｂを上方に向ける。このように反転されたウエーハＷは、そのまま仮置きテーブル９に載置され、仮置きテーブル９において中心合わせが実施される。

仮置きテーブル９において中心合わせが実施され、中心位置が修正されたウエーハＷは、第２の搬送手段１３の吸着部１３ａによって第二の面である裏面Ｗｂが保持されて、被加工物搬入・搬出域Ａに位置付けられたチャックテーブル６に搬送される。第２の搬送手段１３によって、ウエーハＷの保護テープＴ側をチャックテーブル６に対面させて、チャックテーブル６に載置し、図示を省略する吸引手段を作動してチャックテーブル６の吸着チャック６２に負圧を生成し、ウエーハＷを吸引保持する。以上により保持工程が完了する。

上記したように保持工程が完了したならば、上記したターンテーブル５を、図１中の矢印Ｒ３で示す方向に回転して、未加工のウエーハＷを吸引保持したチャックテーブル６を、被加工物搬入・搬出域Ａから、粗研削加工域Ｂに向けて移動させる。

チャックテーブル６を粗研削加工域Ｂに位置付けたならば、以下に説明する粗研削工程を実施する。より具体的には、図６に示すように、チャックテーブル６に保持されたウエーハＷを、粗研削ホイール３４の下面に環状に配設された研削砥石３５がウエーハＷの裏面Ｗｂ全体を通過する位置に位置付ける。次いで、チャックテーブル６を、図６において矢印Ｒ４で示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転させ、これと同時に上記した粗研削ユニット３を作動して、粗研削ホイール３４を、図において矢印Ｒ１で示す方向に、例えば６０００ｒｐｍで回転させる。そして、上記した研削送り機構３９を作動して、粗研削ユニット３を、図６に矢印Ｒ９で示す方向に下降させて、ウエーハＷの裏面Ｗｂに研削砥石３５を上方から接近、当接させて、例えば１．０μｍ／秒の研削送り速度で研削送りする。この際、図示を省略する研削水供給手段を作動して、粗研削ホイール３４の下面から、研削砥石３５とウエーハＷの裏面Ｗｂとに向けて研削水を供給する。この研削加工を、図示を省略する厚み検出手段によってウエーハＷの厚みを検出しながら実施することで、所望の厚みとなるまで研削加工を実施する。ウエーハＷの厚みが所望の厚みとなったならば、ウエーハＷの裏面Ｗｂ（第二の面）を粗研削する研削工程が完了する。

なお、上記した研削工程を実施する際に、隣接する仕上げ研削加工域Ｃに、粗研削ユニット３によって粗研削が施された後のウエーハＷが位置付けられている場合は、粗研削加工域Ｂにおいて粗研削を実施するのと同時に、仕上げ研削ユニット４を作動して、仕上げ研削ホイール４４をウエーハＷに当接させて仕上げ研削となる研削工程を実施する。

上記したように、粗研削加工域Ｂにおける粗研削、仕上げ加工域Ｃにおける仕上げ研削が実施されたウエーハＷは、ターンテーブル５の回転により、被加工物搬入・搬出域Ａに位置付けられて、第３の搬送手段１４によって洗浄手段１１に搬送される。洗浄手段１１に搬送されたウエーハＷは、洗浄手段１１において、洗浄・乾燥され、第１の搬送手段１２によって第２のカセット７に搬送され収容される。

上記した実施形態によれば、研削装置１にウエーハＷが搬入される際に、チャックテーブル６に保持されるウエーハＷの保護テープＴ側（第一の面）に、異物が付着していたとしても、チャックテーブル６に保持される直前に該第一の面が洗浄されて、異物が除去されることから、ウエーハの研削面にディンプルが生じたり、ウエーハに割れが生じたりする問題を解消することができる。

本発明は、上記した実施形態に限定されない。上記した実施形態では、ターンテーブル５上に３つのチャックテーブル６を備え、粗研削ユニット３、仕上げ研削ユニット４を備えていたが、本発明はこれに限定されず、チャックテーブルを１つのみ備えて、所定の粗さの研削を行う研削装置においても実施可能である。

また、上記した実施形態では、ウエーハＷの表面Ｗａに保護テープＴを貼着し、保護テープＴ側の面を第一の面とし、研削される裏面Ｗｂを第二の面として、上記した説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、インゴットをスライスして生成されたいわゆるベアウエーハの面を研削する際には、表面、裏面いずれにもデバイスが形成されておらず、上記した保護テープＴを貼着することなく研削加工が実施される。より具体的には、インゴットから生成されたベアウエーハの表面（第一の面）、裏面（第二の面）を研削する際には、まず、第二の面にワックス等を塗布して剛性を有するプレートを装着し、該プレートが保持された側をチャックテーブルによって保持し、第一の面が所定の粗さになるように研削する。第一の面が研削されたならば、第二の面から上記プレートを除去し、その後、本発明に基づく該第一の面を洗浄する洗浄工程と、該第二の面を保持しチャックテーブルまで搬送し該第一の面を該チャックテーブルに対面させ吸引保持する保持工程と、該チャックテーブルに吸引保持された該ウエーハの第二の面を研削する研削工程とを実施する。このようにウエーハを研削することによっても、第二の面が研削される前に、第一の面から適切に異物が除去されることから、ウエーハの研削面にディンプルが生じたり、ウエーハに割れが生じたりする問題を解消することができる。

１：研削装置
２：装置ハウジング
２０：排水パン
２１：支持壁
２２、２３：案内レール
３：粗研削ユニット
３１：ユニットハウジング
３２：回転軸
３３：ホイールマウント
３４：粗研削ホイール
３５：研削砥石
３６：電動モータ
３７：支持部材
３８：移動基台
３９：研削送り機構
４：仕上げ研削ユニット
４１：ユニットハウジング
４２：回転軸
４３：ホイールマウント
４４：仕上げ研削ホイール
４５：研削砥石
４６：電動モータ
４７：支持部材
４８：移動基台
４９：研削送り機構
５：ターンテーブル
６：チャックテーブル
６１：枠体
６２：吸着チャック
７：第１のカセット
８：第２のカセット
９：仮置きテーブル
１１：洗浄手段
１２：第１の搬送手段
１２ａ：吸着部
１３：第２の搬送手段
１３a：吸着部
１４：第３の搬送手段
１４ａ：吸着部
１５：洗浄水供給ノズル
Ｄ：デバイス
Ｗ：ウエーハ
Ｗａ：表面
Ｗｂ：裏面
Ｔ：保護テープ

Claims (3)

1. 第一の面と第二の面とを備えたウエーハの研削方法であって、
   該第一の面を洗浄する洗浄工程と、
   該第二の面を保持しチャックテーブルまで搬送し該第一の面を該チャックテーブルに対面させ吸引保持する保持工程と、
   該チャックテーブルに吸引保持された該ウエーハの第二の面を研削する研削工程と、
   を含み構成されるウエーハの研削方法。
2. 該第一の面には、保護テープが配設されており、
   該洗浄工程において、該保護テープを洗浄する請求項１に記載のウエーハの研削方法。
3. 該第一の面は複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されたデバイス領域を備えている請求項２に記載の研削方法。

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