JP5955069B2

JP5955069B2 - ウエーハの研削方法

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Publication number: JP5955069B2
Application number: JP2012095564A
Authority: JP
Inventors: 大野　勝利; 勝利大野
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2016-07-20
Anticipated expiration: 2032-04-19
Also published as: JP2013222935A

Description

本発明は、表面に複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウエーハの裏面を研削するウエーハの研削方法に関する。

表面にＩＣ、ＬＳＩ等の複数の半導体デバイスが形成された半導体ウエーハ等のウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置によって切削されて個々のデバイスに分割される。分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。

表面に形成されたデバイスを保護するために、研削装置での研削に際して予めウエーハの表面には特開２０００−１０４０２６号公報に開示されるような表面保護テープが貼着され、研削が終了すると表面保護テープはウエーハの表面から剥離される。

一般にウエーハを研削する際、加工時間を短縮するとともに高精度にウエーハを平坦化するために、粗い砥粒の粗研削砥石でウエーハを研削した後、細かい砥粒の仕上げ研削砥石でウエーハを研削し、所定厚みへと薄化している。

特開２０１０−１４９２２２号公報特開２０００−１０４０２６号公報

シリコンウエーハやサファイアウエーハ等の各種ウエーハは表裏両面が鏡面加工された後、表面に半導体層が成膜される。よって、表面に半導体層を有するウエーハの裏面を研削する際には、裏面が鏡面加工されているため、ウエーハに対して研削砥石が削り込まない、所謂食いつき不良が生じることがある。

また、一度仕上げ研削砥石で研削されたウエーハを再度仕上げ研削砥石で研削する場合にも、同様に食いつき不良が生じることがある。食いつき不良が発生するとウエーハに面焼けが生じたり、研削送りに伴い押圧力が増大してウエーハを破損させたり、デバイスの品質を低下させるという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ウエーハに面焼け等の品質低下や破損を生じさせる恐れを低減可能なウエーハの研削方法を提供することである。

本発明によると、ウエーハの研削方法であって、ウエーハの表面側をチャックテーブルで保持する保持ステップと、研削砥石のウエーハに対する食いつきを向上させる食いつき補助液を該チャックテーブルで保持されたウエーハに供給しつつ、回転する研削砥石をウエーハに接近移動させウエーハに当接させる研削砥石接近移動ステップと、該研削砥石接近移動ステップに次いで、該研削砥石がウエーハに食いつき研削が開始されたことを検出する研削開始検出ステップと、該研削開始検出ステップで該研削砥石がウエーハに食いついたことを検出した後、該食いつき補助液の供給を停止するとともに研削液をウエーハに供給しつつ該研削砥石でウエーハを研削する研削ステップと、を備えたことを特徴とするウエーハの研削方法が提供される。

本発明によると、ウエーハの研削に際してウエーハには研削砥石のウエーハに対する食いつきを向上させる食いつき補助液が供給されるため、研削砥石がウエーハ上で滑ることが抑制され、ウエーハに面焼け等の品質低下や破損を生じさせる恐れを低減できる。

研削装置の斜視図である。ウエーハの表面に表面保護テープを貼着する様子を示す分解斜視図である。保持ステップを示す斜視図である。第１実施形態の研削ステップを示す斜視図である。研削砥石接近移動ステップを示す斜視図である。研削開始検出ステップを説明するグラフである。第２実施形態の研削ステップを示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明の研削方法を実施するのに適した研削装置２の外観斜視図が示されている。４は研削装置２のベースであり、ベース４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向に伸びる一対のガイドレール８が固定されている。

この一対のガイドレール８に沿って研削ユニット（研削手段）１０が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット１０は、スピンドルハウジング１２と、スピンドルハウジング１２を保持する支持部１４を有しており、支持部１４が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１６に取り付けられている。

研削ユニット１０は、スピンドルハウジング１２中に回転可能に収容されたスピンドル１８と、スピンドル１８を回転駆動するモータ２０と、スピンドル１８の先端に固定されたホイールマウント２２と、ホイールマウント２２に着脱可能に装着された研削ホイール２４とを含んでいる。

研削装置２は、研削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ３０とパルスモータ３２とから構成される研削ユニット送り機構３４を備えている。パルスモータ３２を駆動すると、ボールねじ３０が回転し、移動基台１６が上下方向に移動される。

ベース４の上面には凹部４ａが形成されており、この凹部４ａにチャックテーブル機構３６が配設されている。チャックテーブル機構３６はチャックテーブル３８を有し、図示しない移動機構によりウエーハ着脱位置Ａと、研削ユニット１０に対向する研削位置Ｂとの間でＹ軸方向に移動される。４０，４２は蛇腹である。ベース４の前方側には、研削装置２のオペレータが研削条件等を入力する操作パネル４４が配設されている。

図２を参照すると、半導体ウエーハ１１は、例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数のストリート(分割予定ライン)１３が格子状に形成されているとともに、複数のストリート１３によって区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。

このように構成された半導体ウエーハ１１は、デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９を備えている。また、半導体ウエーハ１１の外周にはシリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されている。

ウエーハ１１の裏面１１ｂの研削に先立って、ウエーハ１１の表面１１ａには、表面保護テープ２３が貼着される。表面保護テープ２３は、ポリエチレン塩化ビニル、ポリオレフィン等の一面に、例えば紫外線硬化型粘着材（糊層）を配設した紫外線硬化型粘着テープから構成される。

次いで、図３に示すように、研削装置のチャックテーブル３８で表面保護テープ２３を介してウエーハ１１を吸引保持し、ウエーハ１１の裏面１１ｂを露出させる。そして、図４に示すように、研削ユニット１０でウエーハ１１の裏面１１ｂを研削する第１実施形態の研削ステップを実施する。

図４において、研削ユニット１０のスピンドル１８の先端に固定されたホイールマウント２２には、複数のねじ３１により研削ホイール２４が着脱可能に装着されている。研削ホイール２４は、ホイール基台２６の自由端部（下端部）に複数の研削砥石２８を環状に配設して構成されている。

第１実施形態の研削ステップでは、供給ノズル４６から食いつき補助液５１を供給しながら、チャックテーブル３８を矢印ａで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール２４を矢印ｂで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、研削ユニット送り機構３４を駆動して研削ホイール２４の研削砥石２８をウエーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。

食いつき補助液は、例えば微小砥粒を含む純水や界面活性剤、各種の化学機械研磨（ＣＭＰ）用スラリーから構成される。供給ノズル４６からウエーハ１１の裏面１１ｂに食いつき補助液５１を供給しながら研削が実行されるため、高速回転している研削砥石２８はウエーハ１１の裏面１１ｂ上で滑ることが抑制され、研削砥石２８がウエーハ１１の裏面１１ｂに容易に食いつくことができる。

食いつき補助液５１を供給しながら、研削ホイール２４を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りして、ウエーハ１１の裏面１１ｂの研削を実施する。接触式又は非接触式の厚み測定ゲージでウエーハ１１の厚さを測定しながら、ウエーハ１１を所定の厚さ、例えば１００μｍに研削する。

次に、図５乃至図７を参照して、本発明第２実施形態の研削方法について説明する。本実施形態では図５及び図７に示すように、供給ノズル４６が電磁切替弁４８を介して食いつき補助液供給源５０又は研削液供給源５２に選択的に接続される。

図５に示す研削砥石接近移動ステップでは、供給ノズル４６を電磁切替弁４８を介して食いつき補助液供給源５０に接続し、供給ノズル４６から食いつき補助液５１をチャックテーブル３８に保持されたウエーハ１１に供給しながら、チャックテーブル３８を矢印ａで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール２４を矢印ｂで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、研削ユニット送り機構３４を駆動して、研削ユニット１０を矢印ｚ方向に研削送りして研削砥石２８をウエーハ１１の裏面１１ｂに当接させる。

研削砥石２８がウエーハ１１に食いつき研削が開始されると、図６の矢印Ｐで示すようにスピンドル負荷電流値が急激に所定値まで上昇する。このスピンドル負荷電流値の急上昇の検出により、研削砥石２８がウエーハ１１の裏面１１ｂに食いつき研削が開始されたことを検出する。

研削が開始されたことを検出すると、図７に示すように、電磁切替弁４８を切り替えて供給ノズル４６を研削液供給源５２に接続する。そして、供給ノズル４６から純水等の研削液を供給しながら、チャックテーブル３８を矢印ａで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール２４を矢印ｂで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、研削ユニット送り機構３４を駆動して研削ホイール２４を矢印ｚ方向に所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りして、ウエーハ１１の裏面１１ｂの研削を実施する。接触式又は非接触式の厚み測定ゲージでウエーハ１１の厚さを測定しながら、ウエーハ１１を所定の厚さ、例えば１００μｍに研削する。

上述した各実施形態では、本発明の研削方法を半導体ウエーハ１１に適用した例について説明したが、本発明の研削方法はサファイアウエーハ等の他のウエーハにも同様に適用することができる。

１０研削ユニット
１１半導体ウエーハ
２３表面保護テープ
２４研削ホイール
２８研削砥石
３８チャックテーブル
４６供給ノズル
４８電磁切替弁
５０食いつき補助液供給源
５２研削液供給源

Claims

ウエーハの研削方法であって、
ウエーハの表面側をチャックテーブルで保持する保持ステップと、
研削砥石のウエーハに対する食いつきを向上させる食いつき補助液を該チャックテーブルで保持されたウエーハに供給しつつ、回転する研削砥石をウエーハに接近移動させウエーハに当接させる研削砥石接近移動ステップと、
該研削砥石接近移動ステップに次いで、該研削砥石がウエーハに食いつき研削が開始されたことを検出する研削開始検出ステップと、
該研削開始検出ステップで該研削砥石がウエーハに食いついたことを検出した後、該食いつき補助液の供給を停止するとともに研削液をウエーハに供給しつつ該研削砥石でウエーハを研削する研削ステップと、
を備えたことを特徴とするウエーハの研削方法。