DE102022203870A1

DE102022203870A1 - Schleifverfahren

Info

Publication number: DE102022203870A1
Application number: DE102022203870.3A
Authority: DE
Inventors: Yoshikazu Suzuki
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2021-04-27
Filing date: 2022-04-20
Publication date: 2022-10-27
Also published as: US20220344163A1; JP2022168925A; TW202242989A; CN115246087A; KR20220147502A

Abstract

Ein Schleifverfahren zum Schleifen einer ersten Flächenseite eines Wafers, der eine Oxidschicht an der ersten Fläche aufweist, beinhaltet einen ersten Schleifschritt zum Bringen einer Schleifeinheit in Schleifzuführung während eine Schleifscheibe gedreht wird, zum Drehen eines Spanntisches mit einer ersten Drehgeschwindigkeit, der eine zweite Flächenseite unter Saugwirkung hält, wodurch untere Flächen der Schleifsteine dazu gebracht werden, durch die Oxidschicht zu brechen, zum dann Abkratzen der Oxidschicht durch Seitenflächen der Schleifsteine, und zum Ausbilden einer Stufe in einer Umfangsrichtung des Wafers, einen Schleifeinheit-Anhebungsschritt zum Beabstanden der Schleifsteine von dem Wafer, und einen zweiten Schleifschritt zum Bringen der Schleifeinheit in Schleifzuführung, um den Wafer während Drehung der Schleifscheibe in einem Zustand zu schleifen, in dem der Spanntisch, der eine zweite Fläche unter Saugwirkung hält, mit einer zweiten Drehgeschwindigkeit gedreht wird, die höher als die erste Drehgeschwindigkeit ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schleifverfahren zum Schleifen eines Wafers mit einer Oxidschicht.
BESCHREIBUNG DES ZUGEHÖRIGEN STANDS DER TECHNIK
Zum Ausbilden von Halbleiter-Bauelementchips mit einer vorbestimmten Dicke wird in einem Herstellungsprozess von Halbleiter-Bauelementchips eine Rückflächenseite an einer Seite, die einer Vorderflächenseite eines mit Bauelementen ausgebildeten Wafers gegenüberliegt, durch eine Schleifvorrichtung geschliffen, um den Wafer zu verdünnen (siehe beispielsweise das offengelegte japanische Patent Nr. 2009-90389 ) .
Die Schleifvorrichtung beinhaltet einen scheibenförmigen Spanntisch, der um eine vorbestimmte Rotationsachse drehbar ist, und eine Schleifeinheit, die über dem Spanntisch angeordnet ist und die eine Spindel aufweist, die im Wesentlichen parallel zu einer vertikalen Richtung angeordnet ist. An einem unteren Endabschnitt der Spindel ist eine ringförmige Schleifscheibe durch eine scheibenförmige Halterung angebracht. Die Schleifscheibe weist eine Basis und mehrere Schleifsteine auf, die entlang einer Umfangsrichtung der Basis an einer Fläche der Basis angeordnet sind.
Die Vorderflächenseite des Wafers wird, um den Wafer zu schleifen, durch den Spanntisch unter Saugwirkung derart gehalten, dass die Rückflächenseite des Wafers an der oberen Seite exponiert ist. Dann werden die Spindel und der Spanntisch jeweils gedreht und die Schleifeinheit wird in nach unten gerichtetes Schleifzuführen gebracht, um dadurch die Rückflächenseite des Wafers zu schleifen.
Des Weiteren kann eine Oxidschicht an der Rückflächenseite des Wafers ausgebildet sein. Wenn die Oxidschicht geschliffen wird, ist der Zustand der Schleifsteine anfällig dafür, verschlechtert zu werden. Zum Beispiel kann ein Abstumpfen, Ablösen, Zusetzen oder Ähnliches der Schleifsteine auftreten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht dieser Probleme gemacht. Es ist eine Aufgabe, eine Oxidschicht zu entfernen während der Verschlechterungsgrad der Zustände der Schleifsteine reduziert wird und einen Wafer zu verdünnen.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schleifverfahren zum Schleifen einer ersten Flächenseite eines Wafers, der eine Oxidschicht an der ersten Fläche aufweist, durch Verwenden einer Schleifeinheit bereitgestellt, die eine daran angebrachte Schleifscheibe aufweist, wobei die Schleifscheibe mehrere Schleifsteine aufweist, die in einem ringförmigen Muster angeordnet sind, wobei das Schleifverfahren einen ersten Schleifschritt zum Bringen der Schleifscheibe in Schleifzuführung während die Schleifscheibe gedreht wird, zum Drehen eines Spanntisches mit einer ersten Drehgeschwindigkeit, der eine zweite Flächenseite unter Saugwirkung hält, die an einer der ersten Fläche gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, wodurch untere Flächen der Schleifsteine dazu gebracht werden, durch die Oxidschicht zu brechen, zum dann Abkratzen der Oxidschicht durch Seitenflächen der Schleifsteine, und zum Ausbilden einer Stufe an der ersten Flächenseite in einer Umfangsrichtung des Wafers, nach dem ersten Schleifschritt einen Anhebungsschritt zum Anheben der Schleifeinheit, um die Schleifsteine von dem Wafer zu beabstanden, und nach dem Anhebungsschritt einen zweiten Schleifschritt zum Bringen der Schleifeinheit in Schleifzuführung umfasst, um den Wafer während Drehung der Schleifscheibe in einem Zustand zu schleifen, in dem der Spanntisch, der die zweite Fläche unter Saugwirkung hält, mit einer zweiten Drehgeschwindigkeit gedreht wird, die höher als die erste Drehgeschwindigkeit ist.
Vorzugsweise ist die erste Drehgeschwindigkeit des Spanntisches in dem ersten Schleifschritt 10 U/min bis 60 U/min. Des Weiteren ist die zweite Drehgeschwindigkeit des Spanntisches in dem zweiten Schleifschritt 100 U/min bis 500 U/min.
In dem Schleifverfahren gemäß einer Art der vorliegenden Erfindung wird die erste Flächenseite des Wafers, der die Oxidschicht an der ersten Flächenseite aufweist, geschliffen. Deswegen wird zunächst Schleifzuführen der Schleifeinheit während Drehung der Schleifscheibe ausgeführt, wobei der Spanntisch, der die zweite Flächenseite des Wafers unter Saugwirkung hält, mit der ersten Drehgeschwindigkeit gedreht wird, wodurch die unteren Flächen der Schleifsteine durch die Oxidschicht brechen, wobei die Oxidschicht dann durch die Seitenflächen der Schleifsteine abgekratzt wird und die Stufe an der ersten Flächenseite in der Umfangsrichtung des Wafers ausgebildet wird (erster Schleifschritt). Deswegen kann, verglichen mit dem Fall, in dem die Oxidschicht hauptsächlich durch die unteren Flächen der Schleifsteine durch Rotieren des Spanntisches mit so einer hohen Geschwindigkeit abgekratzt werden, dass die Stufe in der Umfangsrichtung des Wafers nicht ausgebildet wird, die Oxidschicht entfernt werden während der Abnutzungsgrad der Zustände der unteren Flächen der Schleifsteine reduziert wird.
Nach dem ersten Schleifschritt wird die Schleifeinheit angehoben, wodurch die Schleifsteine von dem Wafer beabstandet werden (Anhebungsschritt). Nach dem Anhebungsschritt, wird, in einem Zustand, in dem der Spanntisch mit einer zweiten Drehgeschwindigkeit gedreht wird, die höher ist als die erste Drehgeschwindigkeit, die Schleifscheibe gedreht und gleichzeitig die Schleifeinheit in Schleifzuführung gebracht, um den Wafer auf eine vorbestimmte Dicke zu schleifen (zweiter Schleifschritt). Durch Schleifzuführen der Schleifeinheit nach dem Anhebungsschritt, um den zweiten Schleifschritt auszuführen, unter Verwendung sowohl der unteren Flächen als auch der Seitenflächen der Schleifsteine und nicht durch alleinige Verwendung der Seitenflächen der Schleifsteine, kann die erste Flächenseite geschliffen werden. Insbesondere kann in dem zweiten Schleifschritt, da die zweite Drehgeschwindigkeit höher ist als die erste Drehgeschwindigkeit, die Rückseitenfläche des Wafers einschließlich der Stufe allmählich geschliffen werden.
Daher kann, verglichen mit dem Fall, in dem der Spanntisch nicht gedreht wird und eine Nut, die tiefer ist als die Dicke der Oxidschicht, an der Rückflächenseite ausgebildet wird, bevor Drehung des Spanntisches in einem Zustand begonnen wird, in dem die Schleifsteine in der Nut angeordnet sind, um die Rückflächenseite einschließlich der Oxidschicht mit einem Hub zu schleifen, eine Belastung der Schleifsteine reduziert werden und deswegen ein Verschleißbetrag der Schleifsteine reduziert werden. Des Weiteren kann in dem ersten Schleifschritt, verglichen mit dem Fall, in dem die Oxidschicht durch die unteren Flächen der Schleifsteine abgekratzt wird, die Zustände der unteren Flächen der Schleifsteine vergleichsweise vorzugsweise beibehalten werden, sodass die unteren Flächen der Schleifsteine ausreichend zum Schleifen in dem zweiten Schleifschritt beitragen.
Die obigen und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Art und Weise ihrer Verwirklichung werden durch ein Studium der folgenden Beschreibung und der beigefügten Ansprüche mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, deutlicher, und die Erfindung selbst wird hierdurch am besten verstanden.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Schleifvorrichtung;
2 ist ein Ablaufdiagramm eines Schleifverfahrens;
3 ist eine Abbildung, die einen ersten Schleifschritt zeigt;
4A ist eine Draufsicht eines Wafers, wenn Schleifsteine durch eine Oxidschicht brechen;
4B ist eine Seitenansicht von 4A;
5A ist eine Draufsicht zu dem Zeitpunkt, an dem ein erster Schleifschritt abgeschlossen wurde;
5B ist eine Seitenansicht von 5A;
6 ist eine Abbildung, die einen Anhebungsschritt zeigt;
7 ist eine Abbildung, die einen zweiten Schleifschritt zeigt;
8A ist eine Draufsicht von dem Wafer zu einem Zeitpunkt des Beginnens des zweiten Schleifschrittes;
8B ist eine Seitenansicht von 8A;
9A ist eine Abbildung, die eine Weise zeigt, in der die Schleifsteine gegen einen oberen Endabschnitt einer Stufe in einer ersten Umdrehung stoßen;
9B ist eine Abbildung, die eine Weise zeigt, in der die Schleifsteine gegen den oberen Endabschnitt der Stufe in einer zweiten Umdrehung stoßen;
9C ist eine Abbildung, die eine Weise zeigt, in der die Schleifsteine gegen den oberen Endabschnitt der Stufe in einer dritten Umdrehung stoßen; und
9D ist eine Abbildung, die eine Weise von Ausfunken zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform gemäß einer Art der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Zuerst wird eine Schleifvorrichtung 2 beschrieben, die in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird. 1 ist eine Teilschnitt-Seitenansicht der Schleifvorrichtung 2. In 1 ist ein Teil der Bestandteile der Schleifvorrichtung 2 durch funktionale Blöcke angegeben. Des Weiteren sind eine X-Achsenrichtung, eine Y-Achsenrichtung, und eine Z-Achsenrichtung (hoch-runter Richtung, eine Schleifzuführrichtung) zueinander orthogonale Richtungen. Die Schleifvorrichtung 2 weist eine Basis 4 auf, an der jedes Bestandteil vorgesehen ist. An einer oberen Fläche der Basis 4 ist eine Öffnung 4a ausgebildet, die einen Längsteil entlang der X-Achsenrichtung aufweist.
In der Öffnung 4a ist ein X-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 6 eines Kugelspindeltyps angeordnet. Der X-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 6 weist ein Paar Führungsschienen (nicht abgebildet) auf, die entlang der X-Achsenrichtung angeordnet sind. Zwischen dem Paar Führungsschienen ist eine Schraubenwelle (nicht abgebildet) entlang der X-Achsenrichtung angeordnet. Mit einem Ende der Schraubenwelle ist ein Pulsmotor (nicht abgebildet) zum Drehen der Schraubenwelle verbunden.
Ein Mutterabschnitt (nicht abgebildet), der an einer unteren Flächenseite eines X-Achsenrichtung-Bewegungstisches (nicht abgebildet) vorgesehen ist, ist mit der Schraubenwelle in einer drehbaren Weise durch eine Kugel verbunden (nicht abgebildet). Wenn die Schraubenwelle durch den Pulsmotor gedreht wird, wird der X-Achsenrichtung-Bewegungstisch entlang der X-Achsenrichtung bewegt. An dem X-Achsenrichtung-Bewegungstisch ist eine Drehantriebsquelle (nicht abgebildet), wie beispielsweise ein Motor, vorgesehen. Die Drehantriebsquelle dreht den Spanntisch 10, der an einer Tischabdeckung 8 vorgesehen ist, um eine vorbestimmte Rotationsachse 16 (siehe 3).
An dieser Stelle wird eine Ausgestaltung des Spanntisches 10 unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Der Spanntisch 10 hat einen scheibenförmigen Rahmenkörper 12, der aus Keramik ausgebildet ist. Der Rahmenkörper 12 ist mit einer scheibenförmigen Vertiefung ausgebildet. An einem Bodenabschnitt der Vertiefung ist ein Endabschnitt eines Saugdurchganges (nicht abgebildet) exponiert. Der andere Endabschnitt des Saugdurchganges ist mit einer Saugquelle (nicht abgebildet), wie beispielsweise mit einem Ejektor, verbunden. Eine scheibenförmige poröse Platte 14 ist an der Vertiefung befestigt. Eine obere Fläche der porösen Platte 14 ist in der Form eines Kegels ausgebildet, in dem ein mittiger Teil geringfügig gegenüber einem Umfangsteil hervorsteht. Wenn die Saugquelle betrieben wird, wird ein Unterdruck durch den Saugdurchgang übertragen und ein Unterdruck wird an der oberen Fläche der porösen Platte 14 erzeugt.
Die obere Fläche der porösen Platte 14 und eine obere Fläche des Rahmenkörpers 12 sind im Wesentlichen bündig und fungieren als eine Haltefläche 14a, die einen Wafer 11 unter Saugwirkung hält (siehe 1). Mit einem unteren Abschnitt des Spanntisches 10 ist eine Rotationsachse 16 einer Drehantriebsquelle (nicht abgebildet) verbunden. Der Spanntisch 10 wird durch eine ringförmige Tischbasis 22 durch eine ringförmige Lagerung 18 und eine Stützplatte 20 unterstützt. Des Weiteren sind an einer unteren Flächenseite der Tischbasis 22 ein fixierter Stützabschnitt 24a und zwei bewegliche Stützabschnitte 24b vorgesehen. Zumindest ein beweglicher Stützabschnitt 24b ist in der Z-Achsenrichtung zusammengezogen und erweitert, wodurch die Neigung der Tischbasis 22 eingestellt wird. Im Ergebnis wird die Neigung des Spanntisches 10 so eingestellt, dass ein Teil der Haltefläche 14a und eine Schleiffläche von Schleifsteinen 54 im Wesentlichen parallel werden.
An dieser Stelle werden mit Rückbezug auf die 1 andere Bestandteile der Schleifvorrichtung 2 beschrieben. An beiden Seiten in der Tischabdeckung 8 sind balgähnliche Abdeckungen 26 vorgesehen, die dazu geeignet sind, sich in der X-Achsenrichtung zusammenzuziehen und zu erweitern. An einer Seite (Rückseite) der Öffnung 4a in der X-Achsenrichtung ist eine rechteckige quaderförmige Stützstruktur 28 vorgesehen, die sich nach oben erstreckt. An der Vorderflächenseite der Stützstruktur 28 ist ein Z-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 30 vorgesehen. Der Z-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 30 beinhaltet ein Paar Z-Achsen-Führungsschienen 32, die entlang der Z-Achsenrichtung angeordnet sind. An dem Paar Z-Achsen-Führungsschienen 32 ist eine Z-Achsenrichtung-Bewegungsplatte 34 in einer entlang der Z-Achsenrichtung verschiebbaren Weise angebracht.
An der hinteren Flächenseite (Rückflächenseite) der Z-Achsenrichtung-Bewegungsplatte 34 ist ein Mutterabschnitt (nicht abgebildet) vorgesehen. Mit dem Mutterabschnitt ist eine entlang der Z-Achsenrichtung angeordnete Schraubenwelle 36 in einer drehbaren Weise durch eine Kugel (nicht dargestellt) verbunden. Ein Z-Achsen-Pulsmotor 38 ist an einem oberen Endabschnitt der Schraubenwelle 36 in der Z-Achsenrichtung verbunden. Wenn die Schraubenwelle 36 durch den Z-Achsen-Pulsmotor 38 gedreht wird, wird die Z-Achsenrichtung-Bewegungsplatte 34 in der Z-Achsenrichtung entlang der Z-Achsen-Führungsschienen 32 bewegt.
An einer Vorderflächenseite der Z-Achsenrichtung-Bewegungsplatte 34 ist ein Stützelement 40 vorgesehen. Das Stützelement 40 unterstützt die Schleifeinheit 42. Die Schleifeinheit 42 weist ein zylindrisches Spindelgehäuse 44 auf, dessen Höhe im Wesentlichen parallel zu der Z-Achsenrichtung angeordnet ist. In dem Spindelgehäuse 44 ist ein Teil einer zylindrischen Spindel 46, dessen Höhe im Wesentlichen parallel zu der Z-Achsenrichtung ist, in einer drehbaren Weise untergebracht. An einem oberen Endabschnitt der Spindel 46 ist ein Motor (nicht dargestellt) zum Drehen der Spindel 46 vorgesehen.
Ein unterer Endabschnitt der Spindel 46 ist von dem Spindelgehäuse 44 exponiert und eine obere Flächenseite der scheibenförmigen Scheibenhalterung 48, die aus einem metallischen Material wie beispielsweise rostfreier Stahl ausgebildet ist, ist an dem unteren Endabschnitt der Spindel 46 fixiert. An einer unteren Fläche der Scheibenhalterung 48 ist eine ringförmige Schleifscheibe 50 mit einem zur Scheibenhalterung 48 im Wesentlichen gleichen Durchmesser angebracht.
Die Schleifscheibe 50 weist, wie in 3 dargestellt ist, eine ringförmige Scheibenbasis 52 auf, die aus einem metallischen Material, wie beispielsweise aus einer AluminiumLegierung, ausgebildet ist. An einer unteren Flächenseite der Scheibenbasis 52 sind mehrere Schleifsteine 54 entlang der Umfangsrichtung der Scheibenbasis 52 in einem ringförmigen Muster und in im Wesentlichen gleichen Abständen angeordnet. Untere Flächen 54a der mehreren Schleifsteine 54 sind in einer im Wesentlichen gleichen Höhenposition in der Z-Achsenrichtung angeordnet und bilden eine Schleiffläche zum Schleifen des Wafers 11.
Zum Schleifen des Wafers 11 wird zunächst der Spanntisch 10 an einer in 1 dargestellten Position angeordnet (Zuförderposition / Abförderposition) und der Wafer 11 wird unter Saugwirkung an der Haltefläche 14a gehalten. Dann wird der Spanntisch 10 zu einer Schleifposition bewegt, die unterhalb der Schleifeinheit 42 angeordnet ist. In der Umgebung der Schleifposition wird eine Schleifwasser-Zuführdüse (nicht dargestellt) zum Zuführen von Schleifwasser, wie beispielsweise von reinem Wasser, zu einem Berührungsbereich (Bearbeitungsbereich) der Schleifsteine 54 und der Rückfläche 11b zum Zeitpunkt des Schleifens angeordnet. Des Weiteren wird an einer Position neben des Spanntisches 10, ein Höhenmessgerät 56 zum Messen der Dicke des Wafers 11 vorgesehen, das an der Schleifposition in der Y-Achsenrichtung angeordnet ist.
Betrieb des X-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 6, der Drehantriebsquelle, der Saugquelle, des Z-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 30, der Schleifeinheit 42, der Schleifwasser-Zuführdüse, des Höhenmessgerätes 56 und Ähnliche wird durch eine Steuerungseinheit 58 der Schleifvorrichtung 2 gesteuert. Die Steuerungseinheit 58 beinhaltet, zum Beispiel, einen Computer, der einen Prozessor (Rechnungseinheit), der durch eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) repräsentiert wird, eine Hauptspeichereinrichtung, wie beispielsweise ein Dynamic Random Access Memory (DRAM), und eine Hilfsspeichereinrichtung aufweist, wie beispielsweise einen Flash-Speicher. Die Hilfsspeichereinrichtung speichert Software. Durch Betreiben der Prozessoreinrichtung und Ähnliche gemäß der Software werden die Funktionen der Steuereinrichtung 58 realisiert. Des Weiteren speichert die Hilfsspeichereinrichtung ebenfalls ein vorbestimmtes Programm zum Ausführen des nachstehend beschriebenen Schleifverfahrens.
Der Wafer 11 ist ein scheibenförmiger Siliziumwafer, der einen vorbestimmten Durchmesser (zum Beispiel ungefähr 200 mm) aufweist und eine Einkristallschicht 11c (siehe 4B) aufweist. Es ist zu beachten, dass eine Art, ein Material, eine Größe, eine Form, eine Struktur und Ähnliches des Wafers 11 nicht limitierend sind. Der Wafer 11 kann ein anderer Verbundhalbleiter als Silizium (GaN, SiC, etc.) sein, oder er kann ein Wafer oder ein Substrat sein, das aus einem keramischen, metallischen, oder ähnlichen Material ausgebildet ist. Der Wafer 11 weist eine Vorderfläche (zweite Fläche) 11a und eine Rückfläche (erste Fläche) 11b auf, die an einer der Vorderfläche 11a gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Die Dicke des Wafers 11 ist ein vorbestimmter Wert (zum Beispiel 725 µm) beispielsweise in dem Bereich von 200 µm bis 800 µm.
An der Vorderfläche 11a sind mehrere Trennlinien (Straßen) in einem Gittermuster festgelegt. An der Vorderflächenseite 11a ist in jedem rechteckigen Bereich, der durch die mehreren Straßen unterteilt ist, ein Bauelement (nicht dargestellt) wie beispielsweise ein integrierter Schaltkreis (IC) oder eine großflächige Integration (LSI) ausgebildet. An der Vorderflächenseite 11a des Wafers 11 ist ein Schutzband 13 aus Harz zum Schutz der Bauelemente angebracht. Es ist zu beachten, dass eine Art, eine Anzahl, eine Form, eine Struktur, eine Größe, ein Layout und Ähnliches der an dem Wafer 11 ausgebildeten Bauelemente nicht limitierend ist. Die Bauelemente müssen nicht an dem Wafer 11 ausgebildet sein.
Der Wafer 11 ist ein Wafer mit einer Oxidschicht an dem gesamten Körper der Rückflächenseite 11b, wobei die Oxidschicht 11d (zum Beispiel eine thermische Oxidschicht aus Silizium) mit einer Dicke in der Größenordnung von 1 µm vorgesehen ist (siehe 4B). Um die Rückflächenseite 11b zu schleifen wird zunächst die Oxidschicht 11d geschliffen und wenn die Oxidschicht 11d geschliffen ist, ist der Zustand der Schleifsteine 54 anfällig dafür verschlechtert zu sein. Zum Beispiel kann Abstumpfen, Ablösung, Zusetzen und Ähnliches der Schleifsteine 54 auftreten. In der vorliegenden Ausführungsform wird zum Entfernen der Oxidschicht 11d und zum Verdünnen des Wafers 11 während der Verschlechterungsgrad der Zustände der Schleifsteine 54 reduziert wird, die Rückflächenseite 11b gemäß des in 2 dargestellten Verfahrens geschliffen.
2 ist ein Ablaufdiagramm des Schleifverfahrens in der vorliegenden Ausführungsform. Zunächst wird die Vorderflächenseite 11a unter Saugwirkung durch die Haltefläche 14a gehalten, sodass die Rückfläche 11b an der oberen Seite exponiert ist (Halteschritt S10). In diesem Fall wird der Wafer 11 nach der Form der Haltefläche 14a verformt. Es ist zu beachten, dass der Spanntisch 10 in seiner Neigung so eingestellt wird, dass ein Teil der Haltefläche 15a im Wesentlichen parallel zu den Schleifflächen der Schleifsteine 54 wird (siehe 3). Nach dem Halteschritt S10 wird ein erster Schleifschritt S20 ausgeführt.
3 ist eine Abbildung, die den ersten Schleifschritt S20 zeigt. In dem ersten Schleifschritt S20 wird die Spindel 46 mit hoher Geschwindigkeit gedreht (in diesem Beispiel 4.000 U/min), um dadurch die Schleifscheibe 50 zu drehen, und die Schleifeinheit 42 wird in nach unten gerichtetes Schleifzuführen gebracht. In diesem Fall wird Schleifwasser von der Schleifwasser-Zuführdüse einem Bearbeitungsbereich zugeführt, und der Spanntisch 10 dreht sich mit einer ersten Drehgeschwindigkeit 16a. Die erste Drehgeschwindigkeit 16a ist ein vorbestimmter Wert in dem Bereich von 10 U/min bis 60 U/min, vorzugsweise 10 U/min bis 30 U/min. Die erste Drehgeschwindigkeit 16a in der vorliegenden Ausführungsform ist 15 U/min. Des Weiteren ist in der vorliegenden Ausführungsform die Dicke der Oxidschicht 11d 1 µm, und die Schleifzuführgeschwindigkeit 3 µm/s, sodass die unteren Flächen 54a nach 1/3 Sekunde nachdem die unteren Flächen 54a in Kontakt mit der Oxidschicht 11d geraten durch die Oxidschicht 11d brechen (siehe 4A und 4B).
4A ist eine Draufsicht des Wafers 11 zu dem Zeitpunkt, an dem die Schleifsteine 54 durch die Oxidschicht 11d brechen und 4B ist eine Seitenansicht von 4A. Eine Position A in 4A und eine Position A in 4B entsprechen einander. Das gleiche trifft auf die Positionen B, C, und D zu. Es ist zu beachten, dass in 4B das Schutzband 13 ausgelassen ist. Das Schutzband 13 kann auch in anderen Zeichnungen ausgelassen sein.
Bis die Schleifsteine 54 durch die Oxidschicht 11d brechen, wird die Oxidschicht 11d hauptsächlich durch die unteren Flächen 54a der Schleifsteine 54 geschliffen. Dann, wenn die Schleifsteine 54 durch die Oxidschicht 11d gebrochen sind, treten die Bodenflächen der Schleifsteine 54, wie in 4B gezeigt, in Kontakt mit der Einkristallschicht 11c und danach wird die Oxidschicht 11d hauptsächlich durch die Seitenflächen 54b der Schleifsteine 54 entfernt. Deswegen kann, verglichen mit dem Fall, bei dem der Spanntisch 10 mit einer vergleichsweise hohen Geschwindigkeit (zum Beispiel 300 U/min) gedreht wird und die Oxidschicht 11d hauptsächlich durch die unteren Flächen 54a der Schleifsteine 54 abgekratzt wird, die Oxidschicht 11d entfernt werden während der Verschlechterungsgrad bzw. Abnutzungsgrad der Zustände der unteren Flächen 54a der Schleifsteine 54 reduziert wird.
Um die Oxidschicht 11d vollständig zu entfernen muss der Spanntisch 10 mit einer Umdrehung oder mehr gedreht werden. Insbesondere in einem Fall, bei dem die erste Drehgeschwindigkeit 16a 15 U/min ist, wenn Schleifen für vier Sekunden nachdem die unteren Flächen 54a in Kontakt mit der Oxidschicht 11d treten ausgeführt wird, wird der Spanntisch mit einer Umdrehung gedreht (weil 60/15 s = 4 s) und die Schleifsteine 54 schreiten nach unten um 12 µm (= 3 µm/s × 4 s) fort. Allerdings werden, wie in 4B gezeigt, Schleifrückstände der Oxidschicht 11d vom Beginn des Schleifens bis zu der Zeit, wenn die Schleifsteine 54 durch die Oxidschicht 11d brechen, erzeugt, wobei die Oxidschicht 11d nicht vollständig von der Rückflächenseite 11b durch nur eine Umdrehung des Spanntisches 10 entfernt werden kann.
In einem Fall, bei dem die Schleifzuführgeschwindigkeit der Schleifeinheit 42 3 µm/s ist, dauert es 1/3 Sekunde von dem Beginn des Schleifens bis zu dem Zeitpunkt, wenn die Schleifsteine 54 durch die Oxidschicht 11d brechen, wobei in dem ersten Schleifschritt S20 die Rückflächenseite 11b für 1/3 Sekunde oder mehr zusätzlich zu 4 Sekunden (zum Beispiel für eine Gesamtzeit von 4,4 Sekunden) geschliffen wird. Auf diese Weise wird die Oxidschicht 11d vollständig abgekratzt. In diesem Fall wird in der Umfangsrichtung 11e des Wafers 11 eine Stufe 11f (siehe 5A und 5B) ausgebildet. 5A ist eine Draufsicht des Wafers 11 zu dem Zeitpunkt, an dem der erste Schleifschritt S20 abgeschlossen ist, und 5B ist eine Seitenansicht von 5A. Eine Position E von 5A und eine Position E von 5B entsprechen einander. Das gleiche trifft auf die Positionen F und G zu.
In dem Fall, bei dem die Schleifzuführgeschwindigkeit der Schleifeinheit 42 konstant ist, wird eine Tiefe der Stufe 11f durch die Drehgeschwindigkeit des Spanntisches 10 bestimmt. Zum Beispiel wird in einem Fall, bei dem der Spanntisch 10 mit 10 U/min gedreht wird, der Spanntisch 10 in sechs Sekunden um eine Umdrehung gedreht (= 60/10 s), wobei in dieser Umdrehung die Stufe 11f mit einer Tiefe von 18 µm (= 6 s × 3 µm/s) an der Rückflächenseite 11b ausgebildet wird. Des Weiteren wird in einem Fall, bei dem der Spanntisch 10 mit 30 U/min gedreht wird, der Spanntisch 10 in 2 Sekunden um eine Umdrehung gedreht (= 60/30 s), wobei in dieser Umdrehung die Stufe 11f mit einer Tiefe von 6 µm (= 2 s × 3 µm/s) an der Rückflächenseite 11b ausgebildet wird.
Da die erste Drehgeschwindigkeit 16a eine vergleichsweise kleine Geschwindigkeit ist, wird auf diese Weise zum Beispiel die Stufe 11f mit einer vorbestimmten Tiefe von 5 µm bis 20 µm ausgebildet. Die Tiefe der Stufe 11f in der vorliegenden Ausführungsform ist ungefähr 13 µm (= 3 µm/s × 4,4 s). An der Rückflächenseite 11b des Wafers 11 wird zu dem Zeitpunkt des Abschließens des ersten Schleifschrittes S20, wie in den 5A und 5B gezeigt, eine spiralförmige Stufe 11f ausgebildet. In der 5A ist eine dicke Linie an einem Bereich aufgetragen, welcher der Stufe 11f entspricht, und eine dünne Linie ist an einer Sägespur aufgetragen.
Im Übrigen ist in einem Fall, bei dem die Oxidschicht 11d hauptsächlich durch die unteren Flächen 54a der Schleifsteine 54 durch Drehen des Spanntisches 10 mit einer so hohen Drehgeschwindigkeit, dass die Stufe 11f mit der vorstehend genannten vorbestimmten Tiefe in der Umfangsrichtung 11e nicht ausgebildet wird, der Zustand der unteren Flächen 54a anfällig dafür verschlechtert zu werden. In dem ersten Schleifschritt S20 der vorliegenden Ausführungsform kann, verglichen mit dem Fall, bei dem der Spanntisch 10 mit einer so hohen Geschwindigkeit gedreht wird, dass die Stufe 11f nicht ausgebildet wird, die Oxidschicht 11d entfernt werden während der Verschlechterungsgrad bzw. Abnutzungsgrad der Zustände der unteren Flächen 54a reduziert wird.
Nach Abschluss des ersten Schleifschrittes S20 wird die Schleifeinheit 42 angehoben, wodurch die Schleifsteine 54 von der Rückfläche 11b beabstandet werden (Anhebungsschritt S30). Genauer gesagt wird die Schleifeinheit 42 angehoben, sodass die unteren Flächen 54a über der maximalen Position der Rückfläche 11b positioniert sind. 6 ist eine Abbildung, die den Anhebungsschritt S30 zeigt. Nach dem Anhebungsschritt S30 wird der Spanntisch 10 mit einer zweiten Drehgeschwindigkeit 16b gedreht, die höher ist als die erste Drehgeschwindigkeit 16a, um einen zweiten Schleifschritt S40 auszuführen.
7 ist eine Abbildung, die den zweiten Schleifschritt S40 zeigt. 8A ist eine Draufsicht des Wafers 11 bei dem Beginn des zweiten Schleifschrittes S40 und 8B ist eine Seitenansicht von 8A. Eine Position H von 8A und eine Position H von 8B entsprechen einander. Das gleiche trifft auf die Positionen I und J zu. Durch Ausführen von Schleifzuführen der Schleifeinheit 42 nach dem Anhebungsschritt S30, um den zweiten Schleifschritt S40 auszuführen, durch Verwenden von sowohl den unteren Flächen 54a und den Seitenflächen 54b der Schleifsteine 54 und nicht durch alleiniges Verwenden der Seitenflächen 54b der Schleifsteine 54, kann die Rückflächenseite 11b des Wafers 11 geschliffen werden.
In dem zweiten Schleifschritt S40, in einem Zustand, in dem der Spanntisch 10 mit der zweiten Drehgeschwindigkeit 16b gedreht wird, wird die Schleifeinheit 42 in Schleifzuführung gebracht während die Schleifscheibe 50 gedreht wird, um den Wafer 11 auf eine vorbestimmte Dicke 11g zu schleifen und zu verdünnen (siehe 9D). Es ist zu beachten, dass die Drehgeschwindigkeit der Spindel 46 in der vorliegenden Ausführungsform nicht zwischen dem ersten Schleifschritt S20 und dem Anhebungsschritt S30 verändert wird, sondern bei 4.000 U/min beibehalten wird, und die Drehgeschwindigkeit der Spindel 46 entsprechend eingestellt werden kann, solange sie ausreichend höher ist als die Drehgeschwindigkeit des Spanntisches 10.
Die zweite Drehgeschwindigkeit ist ein vorbestimmter Wert in dem Bereich von 100 U/min bis 500 U/min, vorzugsweise 200 U/min bis 400 U/min. Die zweite Drehgeschwindigkeit 16b der vorliegenden Ausführungsform ist 300 U/min. Daher ist es notwendig, dass der Spanntisch 10 0,2 Sekunden (= (60/300) s) für eine Umdrehung benötigt. Da die Schleifgeschwindigkeit 3 µm/s ist, wird des Weiteren während 0,2 Sekunden die Schleifeinheit 42 in nach unten gerichtetes Schleifzuführen um 0,6 µm (= 3 µm/s × 0,2 s) gebracht.
9A ist eine Abbildung, die eine Weise zeigt, in der die Seitenflächen 54b der Schleifsteine 54 gegen einen oberen Endabschnitt der Stufe 11f in einer ersten Umdrehung stoßen, und 9B ist eine Abbildung, die eine Weise zeigt, in der die Seitenflächen 54b der Schleifsteine 54 gegen den oberen Endabschnitt der Stufe 11f in einer zweiten Umdrehung stoßen. Nachdem die Seitenflächen 54b gegen den oberen Endabschnitt der Stufe 11f in der ersten Umdrehung stoßen und bis die Seitenflächen 54b gegen den oberen Endabschnitt der Stufe 11f in der zweiten Umdrehung stoßen, wird ein oberer Abschnitt an der Rückflächenseite 11b geschliffen und um 0,6 µm entfernt (vorbestimmte Dicke 11h).
9C ist eine Abbildung, die eine Weise zeigt, in der die Seitenflächen 54b der Schleifsteine 54 gegen einen oberen Endabschnitt der Stufe 11f in einer dritten Umdrehung stoßen. Nachdem die Seitenflächen 54b gegen den oberen Endabschnitt der Stufe 11f in der zweiten Umdrehung stoßen und bis die Seitenflächen 54b gegen einen oberen Endabschnitt der Stufe 11f in der dritten Umdrehung stoßen, wird ein oberer Abschnitt an der Rückflächenseite 11b in ähnlicher Weise um die vorbestimmte Dicke 11h entfernt. Insbesondere in dem zweiten Schleifschritt S40 kann, da die zweite Drehgeschwindigkeit 16b höher ist als die erste Drehgeschwindigkeit 16a, die Rückflächenseite 11b des Wafers 11, welche die Stufe 11f beinhaltet, allmählich geschliffen werden.
Daher kann verglichen mit dem Fall, in dem der Spanntisch 10 nicht gedreht wird und eine Nut (nicht dargestellt), die tiefer ist als die Dicke der Oxidschicht 11d, an der Rückflächenseite 11b ausgebildet wird, bevor Drehung des Spanntisches 10 in einem Zustand begonnen wird, in dem die Schleifsteine 54 in der Nut angeordnet sind, um die Rückflächenseite 11b einschließlich der Oxidschicht 11d mit einem Hub zu schleifen, eine Belastung der Schleifsteine 54 reduziert werden und deswegen ein Verschleißbetrag bzw. Abnutzungsbetrag der Schleifsteine 54 reduziert werden. Des Weiteren kann in dem ersten Schleifschritt S20, verglichen mit dem Fall, in dem die Oxidschicht 11d hauptsächlich durch die unteren Flächen 54a der Schleifsteine 54 abgekratzt wird, die Zustände der unteren Flächen 54a der Schleifsteine 54 vergleichsweise vorzugsweise beibehalten werden, sodass die unteren Flächen 54a der Schleifsteine 54 ausreichend zum Schleifen in dem zweiten Schleifschritt S40 beitragen.
In dem zweiten Schleifschritt S40, nachdem die Rückflächenseite 11b für eine vorbestimmte Zeitdauer geschliffen wurde, wird Schleifzuführen gestoppt während die Drehgeschwindigkeit der Spindel 46 und des Spanntisches 10 beibehalten werden. Mit anderen Worten wird die Schleifzuführgeschwindigkeit auf 0 µm/s gesetzt. Im Ergebnis wird die Rückflächenseite 11b auf eine vorbestimmte Dicke 11g geschliffen (was im Allgemeinen Ausfunken genannt wird). 9D ist eine Abbildung, die eine Weise von Ausfunken in dem zweiten Schleifschritt S40 zeigt. Die Rückfläche 11b nach dem Ausfunken wird flacher als verglichen mit dem Fall, in dem der zweite Schleifschritt S40 ohne Ausfunken abgeschlossen wird.
Verglichen mit dem Fall des Abkratzens der Oxidschicht 11d hauptsächlich durch die unteren Flächen 54a der Schleifsteine 54 durch Drehung des Spanntisches 10 mit so einer hohen Drehgeschwindigkeit, dass die Stufe 11f mit der vorstehend genannten vorbestimmten Tiefe in der Umfangsrichtung 11e nicht ausgebildet wird, kann in dem ersten Schleifschritt S20 der vorliegenden Ausführungsform die Oxidschicht 11d entfernt werden, während der Verschlechterungsgrad der Zustände der unteren Flächen 54a der Schleifsteine 54 reduziert wird. Des Weiteren wird nach dem ersten Schleifschritt S20 der Anhebungsschritt S30 ausgeführt und dann der zweite Schleifschritt ausgeführt. Im Ergebnis kann durch Verwenden sowohl der unteren Flächen 54a und der Seitenflächen 54b der Schleifsteine 54 und nicht durch alleiniges Verwenden der Seitenflächen 54b der Schleifsteine 54, die Rückflächenseite 11b geschliffen werden.
Insbesondere kann in dem zweiten Schleifschritt S40, da die zweite Drehgeschwindigkeit 16b höher ist als die erste Drehgeschwindigkeit 16a, die Rückflächenseite 11b des Wafers 11 einschließlich der Stufe 11f allmählich geschliffen werden. Deswegen kann, verglichen mit dem Fall, in dem der Spanntisch 10 nicht gedreht wird und eine Nut, die tiefer ist als die Dicke der Oxidschicht 11d, an der Rückflächenseite 11b ausgebildet wird, bevor Drehung des Spanntisches 10 in einem Zustand begonnen wird, in dem die Schleifsteine 54 in der Nut angeordnet sind, um die Rückflächenseite 11b einschließlich der Oxidschicht 11d mit einem Hub zu schleifen, eine Belastung der Schleifsteine 54 reduziert werden und deswegen ein Verschleißbetrag der Schleifsteine 54 reduziert werden.
Des Weiteren kann in dem ersten Schleifschritt S20, verglichen mit dem Fall, in dem die Oxidschicht 11d hauptsächlich durch die unteren Flächen 54a der Schleifsteine 54 abgekratzt wird, der Zustand der unteren Flächen 54a der Schleifsteine 54 vergleichsweise vorzugsweise beibehalten werden, sodass die unteren Flächen 54a der Schleifsteine 54 ausreichend zum Schleifen in dem zweiten Schleifschritt S40 beitragen.
Abgesehen von dem Vorstehenden können die Struktur, das Verfahren und dergleichen in Übereinstimmung mit der obigen Ausführungsform in geeigneter Weise in so weit modifiziert werden, dass die Modifikationen nicht vom Aufgabenbereich des Gegenstands der vorliegenden Erfindung abweichen. Die Schleifvorrichtung 2 der obigen Ausführungsform ist von dem, was allgemein als manueller Typ bezeichnet wird, kann aber ein automatisches Schleifsystem mit einer Grobschleifeinheit und einer Feinschleifeinheit sein. Außerdem kann auch ein automatisches Schleif- und Poliersystem mit einer Grobschleifeinheit, einer Feinschleifeinheit und einer Poliereinheit verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beschränkt. Der Schutzbereich der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert und sämtliche Änderungen und Abwandlungen, die in den äquivalenten Schutzbereich der Ansprüche fallen, sind daher von der Erfindung umfasst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009090389 [0002]

Claims

Schleifverfahren zum Schleifen einer ersten Flächenseite eines Wafers, der eine Oxidschicht an der ersten Fläche aufweist, durch Verwenden einer Schleifeinheit, die eine daran angebrachte Schleifscheibe aufweist, wobei die Schleifscheibe mehrere Schleifsteine aufweist, die in einem ringförmigen Muster angeordnet sind, wobei das Schleifverfahren umfasst: einen ersten Schleifschritt zum Bringen der Schleifscheibe in Schleifzuführung während die Schleifscheibe gedreht wird, zum Drehen eines Spanntisches mit einer ersten Drehgeschwindigkeit, der eine zweite Flächenseite unter Saugwirkung hält, die auf einer der ersten Fläche gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, wodurch untere Flächen der Schleifsteine dazu gebracht werden, durch die Oxidschicht zu brechen, zum darauffolgenden Abkratzen der Oxidschicht durch Seitenflächen der Schleifsteine und zum Ausbilden einer Stufe an der ersten Flächenseite in einer Umfangsrichtung des Wafers; nach dem ersten Schleifschritt einen Anhebungsschritt zum Anheben der Schleifeinheit, um die Schleifsteine von dem Wafer zu beabstanden; und nach dem Anhebungsschritt einen zweiten Schleifschritt zum Bringen der Schleifeinheit in Schleifzuführung, um den Wafer während Drehung der Schleifscheibe in einem Zustand zu schleifen, in dem der Spanntisch, der die zweite Fläche unter Saugwirkung hält, mit einer zweiten Drehgeschwindigkeit gedreht wird, die höher als die erste Drehgeschwindigkeit ist.
Schleifverfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Drehgeschwindigkeit des Spanntisches in dem ersten Schleifschritt 10 U/min bis 60 U/min ist.
Schleifverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Drehgeschwindigkeit des Spanntisches in dem zweiten Schleifschritt 100 U/min bis 500 U/min ist.