JP2004319885A

JP2004319885A - チャックテーブル及び半導体ウェーハの研削方法

Info

Publication number: JP2004319885A
Application number: JP2003114154A
Authority: JP
Inventors: Minoru Matsuzawa; 稔松澤; Toru Takazawa; 徹高澤
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2003-04-18
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】チャックテーブルにおいて半導体ウェーハを吸引保持して研削する場合においては、厚さが１００μｍ以下、５０μｍ以下というように極めて薄く研削されても研削時に外周部にバタツキが生じないようにすると共に、半導体ウェーハに研削屑が付着するのを防止する。
【解決手段】研削水を供給しながら半導体ウェーハＷを研削する研削装置に搭載されるチャックテーブル１０であって、半導体ウェーハＷを吸引する吸引部１１と、吸引部１１を囲繞する枠体１２とから構成され、吸引部１１の外径は、吸引する半導体ウェーハＷの外径と等しいか、または半導体ウェーハＷの外径より大きく、吸引部１１には、半導体ウェーハＷの外径より小さい外径からなる隔壁１３が形成され、隔壁１３は、吸引部１１を内周側吸引部１４と外周側吸引部１５とに区画する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハを研削する研削装置に搭載され半導体ウェーハを保持するチャックテーブル、及び、そのチャックテーブルにおいて半導体ウェーハを保持して研削する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェーハを研削して所定の厚さとする際には、例えば図７に示すように、研削対象の半導体ウェーハがチャックテーブル５０において真空吸着される。このチャックテーブル５０は、吸引部５１が枠体５２によって囲繞された構成となっており、吸引部５１には、通常は多孔質（ポーラス）セラミックスを用いる。
【０００３】
上記のようなチャックテーブル５０においては、空気漏れを防止して十分な吸引力を確保するために、図８に示すように、吸引部５１の外径は半導体ウェーハＷの外径より小さく形成しておき、吸引部５１の全面が半導体ウェーハＷによってシールされる構成としたものが一般的である（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、吸引部５１の外径を半導体ウェーハの外径より大きくした構成のものにおいては、平均気孔径を小さくすることにより空気漏れを少なくするような工夫もなされている（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３８５５６号公報（第５頁、第２図）
【特許文献２】
特開平６−８０８６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年は、各種電子機器の小型化、軽量化の要望に応えるべく、半導体ウェーハもその厚さを１００μｍ以下、５０μｍ以下というように極めて薄く形成することが求められている。このように極めて薄い半導体ウェーハを従来と同様に保持して研削すると、吸引されていない外周部分にバタツキが生じて破損するという問題がある。
【０００７】
また、吸引部の外径が半導体ウェーハの外径より大きい場合においては、平均気孔径が小さいために吸引力が十分でなく、半導体ウェーハのバタツキを完全に防止することができないという問題がある。更に、研削時に供給される研削水が吸引部に流入し、研削水の混じった研削屑がチャックテーブル内部に侵入すると共に、半導体ウェーハの吸着される側の面にも研削屑が付着して品質を低下させるという問題もある。
【０００８】
従って、チャックテーブルにおいて半導体ウェーハを吸引保持して研削する場合においては、厚さが１００μｍ以下、５０μｍ以下というように薄く研削されても研削時に外周部にバタツキが生じないようにすると共に、半導体ウェーハの吸着される側の面に研削屑が付着するのを防止することに課題を有している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための具体的手段として本発明は、研削水を供給しながら半導体ウェーハを研削する研削装置に搭載されるチャックテーブルであって、半導体ウェーハを吸引する吸引部と、吸引部を囲繞する枠体とから構成され、吸引部の外径は、吸引する半導体ウェーハの外径と等しいか、または半導体ウェーハの外径より大きく、吸引部には、半導体ウェーハの外径より小さい外径からなる隔壁が形成され、隔壁は、吸引部を外周側吸引部と内周側吸引部とに区画することを特徴とするチャックテーブルを提供する。
【００１０】
そしてこのチャックテーブルは、吸引部の外径が、半導体ウェーハの外径より０〜２ｍｍ大きく形成されること、外周側吸引部の半径方向の幅が１０ｍｍ〜２０ｍｍであること、外周側吸引部及び内周側吸引部が、細孔径が４０μｍ〜６０μｍのポーラスセラミックスで形成され、隔壁が、細孔径が４μｍ〜１０μｍのポーラスセラミックスで形成されていることを付加的な要件とする。
【００１１】
また本発明は、上記のチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された半導体ウェーハに研削水を供給しながら半導体ウェーハを研削する研削手段とを備えた研削装置を用いた半導体ウェーハの研削方法であって、チャックテーブルの吸引部の外径と等しいか、または、吸引部より外径が小さい半導体ウェーハをチャックテーブルに吸引保持する保持工程と、チャックテーブルに保持された半導体ウェーハに研削水を供給しながら該半体ウェーハを研削する研削工程とから構成される半導体ウェーハの研削方法を提供する。
【００１２】
そしてこの半導体ウェーハの研削方法は、半導体ウェーハの厚さが１００μｍ〜２０μｍになるまで研削が行われることを付加的な要件とする。
【００１３】
上記のように構成されるチャックテーブル及び半導体ウェーハによれば、吸引部の外径が半導体ウェーハの外径と等しいか、または半導体ウェーハの外径より大きく形成されていることにより、半導体ウェーハの全面を吸引することができるため、研削により半導体ウェーハが薄くなった場合でも外周がばたつくことがない。
【００１４】
また、吸引部には、吸引部を外周側吸引部と内周側吸引部とに区画し、半導体ウェーハの外径より小さい外径の隔壁が形成されていることにより、半導体ウェーハの外周部分の吸引力を確保しつつ、研削屑が混じった研削水が内周側吸引部に流入するのを隔壁が阻止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態として、図１に示すチャックテーブル１０及びこれによって半導体ウェーハを保持して研削する方法について説明する。
【００１６】
図１に示すチャックテーブル１０は、半導体ウェーハＷを吸引する吸引部１１と、吸引部１１を外周側から囲繞する枠体１２とを備えている。
【００１７】
図２にも示すように、吸引部１１の内部には隔壁１３が形成されており、隔壁１３は、吸引部１１を内周側吸引部１４と外周側吸引部１５とに区画している。隔壁１３、内周側吸引部１４及び外周側吸引部１５は、その下方において吸引路１６を介して吸引源１７に連通している。
【００１８】
隔壁１３、内周側吸引部１４、外周側吸引部１５は、いずれもポーラスセラミックス等の多孔質部材により形成されているが、隔壁１３は、内周側吸引部１４及び外周側吸引部１５より細孔径が小さな多孔質部材により形成されている。例えば、隔壁１３は細孔径が４μｍ〜１０μｍのポーラスセラミックスにより形成され、内周側吸引部１４及び外周側吸引部１５は細孔径が４０μｍ〜６０μｍのポーラスセラミックスにより形成されている。
【００１９】
吸引部１１の外径は、吸引保持する半導体ウェーハＷの外径より大きいか、または半導体ウェーハＷの外径と等しくなるように構成されている。図２においては、吸引部１１の外径が半導体ウェーハＷの外径より若干大きい場合を例示している。吸引部１１の外径が半導体ウェーハＷの外径より大きい場合は、その差は例えば２ｍｍ程度である。また、吸引部１１のうち、外周側吸引部１５の半径方向の幅は、例えば１０ｍｍ〜２０ｍｍであり、隔壁１３の厚みは５ｍｍ程である。
【００２０】
図１及び図２に示したチャックテーブル１０は、例えば図３に示す研削装置２０に搭載される。この研削装置２０においては、基台２１の端部から壁部２２が起立しており、この壁部２２の内側の面には一対のレール２３が垂直方向に配設され、レール２３に沿って支持板２４が昇降するのに伴って支持板２４に取り付けられた研削手段２５が昇降するよう構成されている。また、基台２１にはターンテーブル２６が回転可能に配設され、更にターンテーブル２６は、チャックテーブル１０を回転可能に支持している。
【００２１】
研削手段２５においては、垂直方向の軸心を有するスピンドル２７の先端にマウンタ２８が装着され、更にその下部に研削ホイール２９が固定されている。研削ホイール２９の下面には研削砥石３０が固着されており、研削砥石３０は、スピンドル２７の回転に伴って回転する構成となっている。
【００２２】
図４に示すように、スピンドル２７、マウンタ２８及び研削ホイール２９には、これらの内部を連通する研削水流通路３１が形成されており、この内部を通った研削水４０は研削ホイール２９の下部から吐出される。
【００２３】
研削装置２０を用いて、例えば半導体ウェーハの研削を行う際は、チャックテーブル１０を構成する吸引部１１の外径と等しいか、または吸引部１１より外径が小さい半導体ウェーハＷをチャックテーブル１０において吸引保持する（保持工程）。
【００２４】
次に、半導体ウェーハＷを研削手段２５の直下に位置付け、スピンドル２７を回転させると共に、研削手段２５を下降させていく。そして、スピンドル２７の回転に伴って研削ホイール２９が回転し、研削水を供給しながら、回転する研削砥石３０が半導体ウェーハＷに接触して押圧力が加えられることにより、その表面が研削砥石３０によって研削される（研削工程）。例えば厚さが１００μｍ〜２０μｍになるまで研削される。
【００２５】
図５に示すように、外周側吸引部１５の外径が半導体ウェーハＷの外径と等しい場合は、半導体ウェーハＷの全面が吸引部１１によって吸引され、吸引されない部分がないため、研削時に半導体ウェーハＷの外周部分がばたつくのを防止することができる。たとえ研削により半導体ウェーハＷの厚さが１００μｍ〜２０μｍというように極めて薄くなって剛性が失われた場合であっても、全面が吸引されているため、外周部分がばたつくことがない。
【００２６】
また、吸引部１１はすべて半導体ウェーハＷによってシールされているため、研削屑が混じった研削水が吸引部１１に流入することもない。仮にその研削水が流入したとしても、細孔径が小さい隔壁１３によって内周側吸引部１４への侵入は防止することができるため、半導体ウェーハＷのうち、内周側吸引部１４によって吸引保持されている部分の面に研削屑が付着するのを防止することができる。
【００２７】
一方、図６に示すように、外周側吸引部１５の外径が半導体ウェーハＷの外径より１ｍｍ〜２ｍｍ程大きい場合も、半導体ウェーハＷの全面が吸引部１１によって吸引され、吸引されない部分がなく、吸引部１１の細孔径も十分な吸引力を確保できる程度であるため、研削時に半導体ウェーハＷの外周部分がばたつくのを防止することができる。この場合、外周側吸引部１５には半導体ウェーハＷによってシールされない部分があるが、研削水がその部分をシールするため、空気漏れを防止することができる。従って、半導体ウェーハＷの全面が十分な吸引力によって保持され、半導体ウェーハＷの外周部分がばたつくのを防止することができる。半導体ウェーハＷの厚さが１００μｍ〜２０μｍになるまで研削され剛性が失われた場合においても同様である。なお、外周側吸引部１５の外径が半導体ウェーハＷの外径より３ｍｍ以上大きくなると空気漏れが生じて吸引力が低下するので、外周側吸引部１５の外径は半導体ウェーハＷの外径より０〜２ｍｍ大きくすることが好ましい。
【００２８】
また、図６の例では、研削屑が混じった研削水が外周側吸引部１５に流入するが、内周側吸引部１４と外周側吸引部１５との間には隔壁１３が形成されているため、その研削水は内周側吸引部１４には流入しない。従って、半導体ウェーハＷのうち、内周側吸引部１４によって吸引保持されている部分の面に研削屑が付着するのを防止することができる。このとき、隔壁１３が、内周側吸引部１４及び外周側吸引部１５より細孔径が小さな多孔質部材により形成されていて、吸引力が弱くても、隔壁１３の外径は半導体ウェーハＷの外径より小さいため、半導体ウェーハＷの外周部分は外周側吸引部１５によって十分な吸引力で吸引保持されており、外周部分がばたつくことはない。なお、図２において、内周側吸引部１４と外周側吸引部１５とは同一の吸引源に連通しているが、それぞれ別個の吸引源に連通させてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るチャックテーブル及び半導体ウェーハの研削方法によれば、吸引部の外径が半導体ウェーハの外径と等しいか、または半導体ウェーハの外径より僅かに大きく形成されていることにより、半導体ウェーハの全面を吸引することができるため、研削により半導体ウェーハが薄くなった場合でも外周がばたつくことがなく、破損することがない。
【００３０】
また、吸引部には、吸引部を外周側吸引部と内周側吸引部とに区画し、半導体ウェーハの外径より小さい外径の隔壁が形成されていることにより、半導体ウェーハの外周部分の吸引力を確保しつつ、研削屑が混じった研削水が内周側吸引部に流入するのを隔壁が阻止することができるため、半導体ウェーハのうち、内周側吸引部によって吸引保持されている部分に研削屑が付着するのを防止することができ、半導体ウェーハの品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るチャックテーブル及び半導体ウェーハを示す斜視図である。
【図２】同チャックテーブルの構造を示す断面図である。
【図３】本発明に係る半導体ウェーハの研削方法の実施に用いる研削装置の一例を示す斜視図である。
【図４】同研削装置を構成する研削手段の内部構造を示す断面図である。
【図５】同研削装置を用いて外径がチャックテーブルの吸引部と等しい半導体ウェーハを研削する様子を示す断面図である。
【図６】同研削装置を用いて外径がチャックテーブルの吸引部より小さい半導体ウェーハを研削する様子を示す断面図である。
【図７】従来のチャックテーブル及び半導体ウェーハを示す斜視図である。
【図８】従来のチャックテーブルの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…チャックテーブル１１…吸引部
１２…枠体１３…隔壁１４…内周側吸引部
１５…外周側吸引部１６…吸引路１７…吸引源
２０…研削装置２１…基台２２…壁部
２３…レール２４…支持板２５…研削手段
２６…ターンテーブル２７…スピンドル
２８…マウンタ２９…研削ホイール
３０…研削砥石３１…研削水流通路４０…研削水

Claims

研削水を供給しながら半導体ウェーハを研削する研削装置に搭載されるチャックテーブルであって、
半導体ウェーハを吸引する吸引部と、該吸引部を囲繞する枠体とから構成され、
該吸引部の外径は、吸引する半導体ウェーハの外径と等しいか、または該半導体ウェーハの外径より大きく、
該吸引部には、該半導体ウェーハの外径より小さい外径からなる隔壁が形成され、該隔壁は、該吸引部を内周側吸引部と外周側吸引部とに区画することを特徴とするチャックテーブル。
吸引部の外径が、半導体ウェーハの外径より０〜２ｍｍ大きく形成される請求項１に記載のチャックテーブル。
外周側吸引部の半径方向の幅は１０ｍｍ〜２０ｍｍである請求項１または２に記載のチャックテーブル。
内周側吸引部及び外周側吸引部は、細孔径が４０μｍ〜６０μｍのポーラスセラミックスで形成され、
隔壁は、細孔径が４μｍ〜１０μｍのポーラスセラミックスで形成されている請求項１、２または３に記載のチャックテーブル。
請求項１、２、３または４に記載のチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された半導体ウェーハに研削水を供給しながら該半導体ウェーハを研削する研削手段とを備えた研削装置を用いた半導体ウェーハの研削方法であって、
該チャックテーブルの吸引部の外径と等しいか、または、該吸引部より外径が小さい半導体ウェーハを該チャックテーブルに吸引保持する保持工程と、
該チャックテーブルに保持された半導体ウェーハに研削水を供給しながら該半導体ウェーハを研削する研削工程と
から構成される半導体ウェーハの研削方法。
研削工程では、半導体ウェーハの厚さが１００μｍ〜２０μｍになるまで研削が行われる請求項５に記載の半導体ウェーハの研削方法。