JP6025325B2 - ウェーハ研削方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウェーハ、特に外周に位置する面取部と該面取部よりも内方に位置する平坦部とを含むウェーハを研削するウェーハ研削方法およびそのような方法を実施するウェーハ研削装置に関する。

半導体製造分野においてはウェーハが年々大型化する傾向にあり、また、実装密度を高めるためにウェーハの薄膜化が進んでいる。ウェーハを薄膜化するために、ウェーハの裏面を研削するいわゆる裏面研削（バックグラインド）が行われる。

ところで、公知であるようにウェーハの外周には発塵防止のために面取部が形成されており、ウェーハ縁部における断面はその先端に向かって幅狭になっている。近年では大幅な裏面研削を行うことが要求されているので、ウェーハの厚さの半分を越えて裏面研削を行う場合もある。そのような場合には、裏面研削後のウェーハの厚さよりもさらに薄いテーパ状の部分がウェーハの外周部に形成されるようになる。

このテーパ状の部分は脆弱であるので、テーパ状の部分にクラックが生じやすい。そして、クラックはウェーハの内部にまで進展する可能性がある。従って、クラックの形成を抑制するために、ウェーハの研削前にウェーハの面取部を除去するエッジトリミングが行われている。

特許文献１は、ウェーハの面取部を回転ブレードによってエッジトリミングすることが開示している。特許文献１においては、ウェーハの面取部をエッジトリミングした後で、ターンテーブルを回転させてウェーハを研削ユニットまで移動させ、研削ユニットによりウェーハの平坦部を研削している。

特開２００７−１６５８０２号公報

しかしながら、特許文献１の手法においては、面取部を除去するための回転ブレードおよび回転ブレードを駆動するためのモータが必要である。そして、特許文献１においてはターンテーブルでウェーハを移動させているので、ウェーハの位置を微調整することができない。

ウェーハの位置を微調整する代わりに、特許文献１では、回転ブレードを位置決めするための位置決め機構部を別途必要としている。つまり、特許文献１では、回転ブレード、回転ブレードのためのモータ、および位置決め機構が必要である。従って、特許文献１では装置全体が大型化するという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、回転ブレードおよびその関連部材を必要とすることなしに、ウェーハの面取部の除去とウェーハの平坦部の研削の両方を行うウェーハ研削方法およびそのような方法を実施するウェーハ研削装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、外周に位置する面取部と該面取部よりも内方に位置する平坦部とを含むウェーハを研削するウェーハ研削方法において、前記ウェーハの前記面取部がカップ型研削砥石に対応した位置に位置決めされるように前記ウェーハを前記カップ型研削砥石に対して相対的に移動させ、前記カップ型研削砥石により前記ウェーハの前記面取部を除去し、前記ウェーハの前記平坦部が前記カップ型研削砥石に対応した位置に位置決めされるように前記ウェーハを前記カップ型研削砥石に対して相対的に移動させ、前記カップ型研削砥石により前記ウェーハの前記平坦部を研削する、ウェーハ研削方法が提供される。
２番目の発明によれば、１番目の発明において、前記ウェーハはベース基材に貼付けられている。
３番目の発明によれば、２番目の発明において、前記ベース基材は前記ウェーハと同一寸法の他のウェーハである。
４番目の発明によれば、外周に位置する面取部と該面取部よりも内方に位置する平坦部とを含むウェーハを研削するウェーハ研削装置において、前記ウェーハを研削するカップ型研削砥石と、前記ウェーハの前記面取部または前記平坦部が前記カップ型砥石に対応した位置に位置決めされるように前記ウェーハを前記カップ型研削砥石に対して相対的に移動させる移動機構部と、を具備し、該移動機構部によって前記ウェーハの前記面取部をカップ型研削砥石に対応した位置に位置決めして前記カップ型研削砥石により前記ウェーハの前記面取部を除去した後で、前記移動機構部によって前記ウェーハの前記平坦部をカップ型研削砥石に対応した位置に位置決めして前記カップ型研削砥石により前記ウェーハの前記平坦部を研削するようにした、ウェーハ研削装置が提供される。
５番目の発明によれば、４番目の発明において、前記ウェーハはベース基材に貼付けられている。
６番目の発明によれば、５番目の発明において、前記ベース基材は前記ウェーハと同一寸法の他のウェーハである。

１番目および４番目の発明においては、ウェーハの面取部および平坦部をカップ型研削砥石に対応して位置決めできるので、単一のカップ型研削砥石を用いてウェーハの面取部の除去と平坦部の研削との両方を行うことができる。従って、回転ブレードおよびその関連部材の必要性を排除できる。
２番目および５番目の発明においては、ウェーハの面取部を除去する際に、ベース基材の一部分が一緒に削除できる。このため、ベース基材を保持する保持部が損傷するのを避けられる。なお、ベース基材は接着剤などによってウェーハに貼付けられるのが好ましい。
３番目および６番目の発明においては、ウェーハと同一寸法のベース基材を容易に準備することができる。

本発明に基づくウェーハ研削装置の略斜視図である。 本発明に基づくウェーハ研削装置の側面図である。 図２に示されるウェーハ研削装置の背面図である。 図２に示されるウェーハ研削装置の頂面図である。 ウェーハを示す図である。 （ａ）面取部を除去するときのウェーハ研削装置の部分断面図である。（ｂ）図６（ａ）に示されるウェーハ研削装置の部分頂面図である。 面取部除去後におけるウェーハの部分側面図である。 （ａ）平坦部を研削するときのウェーハ研削装置の部分断面図である。（ｂ）図８（ａ）に示されるウェーハ研削装置の部分頂面図である。 平坦部研削後におけるウェーハの部分側面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は、本発明に基づくウェーハ研削装置の略斜視図である。図１に示されるように、ウェーハ研削装置１０は、カップ型研削砥石３６を備えるアーチ型のコラムユニット１２と、コラムユニット１２の下方部に配置された搬送ユニット１１とを主に含んでいる。

ウェーハ研削装置１０は、ウェーハ６０、例えばシリコンウェーハを研削する。図示されるように、コラムユニット１２の一方の側面１２ｂには単一の溝１３が縦方向に形成されており、この溝１３はメインユニット１２の頂面１２ａから下方通路１４まで延びている。また、搬送ユニット１１は、そのようなウェーハ６０をカップ型研削砥石３６に対応した所望の二つの位置に位置決めさせられる。さらに、搬送ユニット１１は、ウェーハ６０の研削部への搬入および研削部からの搬出を行う。

図１から分かるように、側面１２ｂには、二つのリニアガイド３２、３３がそれぞれ溝１３の両縁部、もしくは隣接して設けられている。さらに、同様なリニアガイド３１が溝１３の底部において、コラム３２、３３に対して平行に設けられている。これらコラム３１、３２、３３は単一のサドルを摺動する案内レールとしての役目を果たす。

図２は本発明に基づくウェーハ研削装置の側面図であり、図３は図２に示されるウェーハ研削装置の正面図であり、図４は図２に示されるウェーハ研削装置の頂面図である。これら図面から分かるように、搬送ユニット１１は、互いに平行な二つのレール２２が配置された搬送台２１を含んでいる。レール２２上には、ウェーハ６０を保持するチャック２９が摺動可能に配置されている。チャック２９に結合されたスライダ２５は、ベルト・プーリ機構２４を介してモータ２６によりボールネジのネジ２３を摺動する。これにより、スライダ２５はレール２２上を摺動するようになる。

なお、チャック２９は図示しない真空源に接続されており、真空作用などによりウェーハ６０を吸着保持する。さらに、搬送台２１の下方にはモータ２７が配置されており、チャック２９はウェーハ６０を保持しつつ鉛直軸回りに回転する。

さらに、図２および図３から分かるように、メインユニット１２のリニアガイド３２、３３には、サドル３４が摺動可能に取付けられている。また、サドル３４は、ボールネジ３８のナット３９を介してリニアガイド３１にも摺動可能に取付けられている。図示されるように、サドル３４の下方には、カップ型のカップ型研削砥石３６が取付けられており、カップ型研削砥石３６はサドル３４と一体的にリニアガイド３１〜３３に沿って摺動する。カップ型研削砥石３６の回転軸はリニアガイド３１〜３３に対して平行に配置されており、サドル３４内部に備えられたモータ３５が駆動すると、カップ型研削砥石３６は回転軸回りに回転する。

前述したように、ボールネジ３８はサドル３４とリニアガイド３１との間に配置されている。ボールネジ３８は上方に配置されたモータ３７により駆動し、カップ型研削砥石３６をチャック２９のウェーハ６０に向かって付加的に送込む研削送り部としての役目を果たす。図２および図４から分かるように、カップ型研削砥石３６をウェーハ６０に向かって送込む送込み方向上、あるいは送込み方向に隣接して、カップ型研削砥石３６の縁部が位置している。

ところで、図５はウェーハを示す図である。図５に示されるように、ウェーハ６０の表面６１には、前工程において複数の回路パターンＣ、例えば貫通電極が格子状に形成されている。図５から分かるように、全ての回路パターンＣはウェーハ６０の平坦部６７上に形成されており、平坦部６７周りに位置するウェーハ６０の外周部は面取部６８として形成されている。なお、ウェーハ６０の裏面６２には、このような回路パターンＣは形成されていない。

そして、図５においては、ウェーハ６０の表面２１はベース基材７０に接着剤などにより貼付けられている。図１等に示されるウェーハ研削装置１０には、ベース基材７０が下方に位置するようにこのようなウェーハ６０が、供給されるものとする。

図５に示されるように、ベース基材７０はウェーハ６０と概ね同一形状の平坦な部材である。ベース基材７０として他のウェーハ６０を使用するのが好ましく、そのような場合にはベース基材７０を容易に準備することができる。ただし、他の形状のベース基材７０を使用してもよい。

図６（ａ）は面取部を除去するときのウェーハ研削装置の部分断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に示されるウェーハ研削装置の部分頂面図である。以下、これら図面を参照して、本発明に基づくウェーハ研削装置１０による面取部６８の除去動作について説明する。

はじめにウェーハ６０をチャック２９に載置する。チャック２９がウェーハ６０を真空保持した後で、モータ２６を駆動させる。これにより、チャック２９はスライダ２５と一緒にレール２２およびネジ２３に沿って摺動するようになる。そして、チャック２９は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示されるように、カップ型研削砥石３６の先端がウェーハ６０の面取部６８に対応した位置に位置決めされる。

次いで、モータ３５を駆動してカップ型研削砥石３６を回転軸回りに回転させると共に、モータ２７を駆動してチャック２９を回転軸線回りに回転させる。さらに、モータ３７を駆動してカップ型研削砥石３６をチャック２９のウェーハ６０に向かって送込む。これにより、カップ型研削砥石３６の先端はウェーハ６０の面取部６８のみを研削するようになる。

そして、カップ型研削砥石３６がウェーハ６０の面取部６８を除去するのに十分な量だけ送込まれると、モータ３７を逆回転させて、カップ型研削砥石３６をウェーハ６０から離間させる。図７は面取部除去後におけるウェーハの部分側面図である。図７に示されるように、カップ型研削砥石３６は、ウェーハ６０の面取部６８と、これに対応するベース基材７０の一部分を除去する。図７から分かるように、ベース基材７０は、面取部６８を除去するときに、チャック２９が破損するのを防止する役目を果たす。なお、ベース基材７０を排除してウェーハ６０をチャック２９に直接的に保持して面取部６８を除去することも可能である。

図８（ａ）は平坦部を研削するときのウェーハ研削装置の部分断面図である。図８（ｂ）は図８（ａ）に示されるウェーハ研削装置の部分頂面図である。以下、これら図面を参照して、本発明に基づくウェーハ研削装置１０によるウェーハ６０の研削動作について説明する。

面取部６８の除去が終了すると、ウェーハ６０およびベース基材７０をチャック２９に保持させたままで、モータ２６を駆動させる。これにより、チャック２９はスライダ２５と一緒にレール２２およびネジ２３に沿って摺動する。そして、チャック２９は、図８（ａ）および図８（ｂ）に示されるように、カップ型研削砥石３６の先端がウェーハ６０の平坦部６７に対応した位置に位置決めされる。

次いで、モータ３５を駆動してカップ型研削砥石３６を回転軸回りに回転させると共に、モータ２７を駆動してチャック２９を回転軸線回りに回転させる。さらに、モータ３７を駆動してカップ型研削砥石３６をチャック２９のウェーハ６０に向かって所定量（ウェーハ６０の厚さよりも小さい）だけ送込む。これにより、カップ型研削砥石３６の先端によってウェーハ６０の平坦部６７が研削されるようになる。

カップ型研削砥石３６がウェーハ６０を所定の厚さまで研削する量だけ送込まれると、モータ３７を逆回転させて、カップ型研削砥石３６をウェーハ６０から離間させる。図９は平坦部研削後におけるウェーハの部分側面図である。図９に示されるように、平坦部６７の厚さ部分が研削されると、ウェーハ６０は所望の厚さまで薄膜化される。その後、チャック２９の保持を解除して、ウェーハ６０およびベース基材７０を取外す。次いで、所定の治具（図示しない）等を用いて、ウェーハ６０をベース基材７０から離間させる。これにより、薄膜化したウェーハ６０を得ることができる。

このように本発明においては、スライダ２５をネジ２３上に摺動させることにより、ウェーハ６０の面取部６８および平坦部６７をカップ型研削砥石３６に対応して位置決めできる。従って、カップ型研削砥石３６は、ウェーハ６０の面取部６８を除去するエッジトリミング用のカッタと、ウェーハ６０の裏面６２を研削する研削部材としての両方として機能する。このため、本発明では、従来技術のような回転ブレードおよびその関連部材を必要とすることはなく、装置全体を小型化することも可能である。

１０ ウェーハ研削装置
１１ 搬送ユニット
１２ コラムユニット
１２ａ 頂面
１２ｂ 側面
１３ 溝
１４ 下方通路
２２ レール
２３ ネジ（移動機構部）
２４ プーリ機構
２５ スライダ（移動機構部）
２６ モータ
２７ モータ
２９ チャック（保持部）
３１〜３３ リニアガイド
３４ サドル
３５ モータ
３６ カップ型研削砥石
３７ モータ
３８ ボールネジ
３９ ナット
６０ ウェーハ
６１ 表面
６２ 裏面
６７ 平坦部
６８ 面取部

Claims (2)

1. 外周に位置する面取部と該面取部よりも内方に位置する平坦部とを含むウェーハを水平に保持しつつ、該ウェーハを鉛直方向に貫通する回転軸を中心として回転させることと水平な一方向にスライド移動させることが可能なウェーハチャックにより前記ウェーハを保持して研削するウェーハ研削方法であって、
   回路パターンが形成されたウェーハの表面にベース基材を貼付け、
   前記ウェーハチャックにより保持された前記ウェーハの前記面取部が、鉛直方向に移動可能に設置されたカップ型研削砥石であって該カップ型研削砥石の中心を鉛直方向に貫通する回転軸を中心として回転する前記カップ型研削砥石に対応した位置に位置決めされるように、前記ウェーハチャックにより前記ウェーハおよび前記ベース基材を前記カップ型研削砥石に対して前記一方向へスライド移動させ、
   前記カップ型研削砥石により、前記ウェーハの裏面における前記ウェーハの前記面取部および該面取部に対応する前記ベース基材の一部分を除去し、
   前記ウェーハの前記平坦部が前記カップ型研削砥石に対応した位置に位置決めされるように、前記ウェーハチャックにより前記ウェーハおよび前記ベース基材を前記カップ型研削砥石に対して前記一方向へスライド移動させ、
   前記カップ型研削砥石により前記ウェーハの裏面における前記ウェーハの前記平坦部を研削する、ウェーハ研削方法。
2. 前記ベース基材は前記ウェーハと同一寸法の他のウェーハである、請求項１に記載のウェーハ研削方法。

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