JP2008053369A - 研削装置およびウエーハ研削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエーハを研削ホイールで研削する際に、ウエーハの研削面の引っ掻き傷の発生を抑制すること。
【解決手段】水の電気分解によって生成される電解還元水を研削水として使用し、研削ホイール４７の研削面に電解還元水を電解還元水供給手段７０によって適宜タイミングで供給することで、アルカリ水となって活性化された電解還元水が研削ホイール４７を構成する研削砥石４９の研削面に作用して砥粒の脱落を促し目詰まりが生じないように機能させることができ、ウエーハＷを研削ホイール４７で研削する際のウエーハＷの研削面に発生する引っ掻き傷が抑制されるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、研削装置およびウエーハ研削方法に関するものである。

ＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスが表面に複数形成されたウエーハは、裏面が研削されて所定の厚さに形成され、その後、ダイシング装置等の分割装置によって個々のデバイスに分割されて携帯電話、パソコン等の電子機器に利用される。

ここで、ウエーハの裏面を研削する研削装置は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、このチャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削ホイールが装着された研削手段と、チャックテーブルに保持されたウエーハと研削ホイールに研削水を供給する研削水供給手段と、から概ね構成され、ウエーハを所望の厚さに研削することができる。

特開２００４−１１１４３４号公報

しかしながら、ウエーハが所望の厚さに形成された後、ウエーハの研削面を観察すると、研削ホイールによるソーマークとは明らかに異なる比較的大きな引っ掻き傷が形成される場合があり、この引っ掻き傷がデバイスの抗折強度を低下させるという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ウエーハを研削ホイールで研削する際に、ウエーハの研削面の引っ掻き傷の発生を抑制することができる研削装置およびウエーハ研削方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る研削装置は、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を研削する研削ホイールが装着された研削手段とを備える研削装置であって、前記研削手段に装着された前記研削ホイールの研削面に電解還元水を供給する電解還元水供給手段を備えることを特徴とする。

また、本発明に係るウエーハ研削方法は、チャックテーブルに保持されたウエーハを研削ホイールで研削するウエーハ研削方法であって、ウエーハを研削する際、ウエーハと前記研削ホイールに電解還元水を供給することを特徴とする。

また、本発明に係るウエーハ研削方法は、チャックテーブルに保持されたウエーハを研削ホイールで研削するウエーハ研削方法であって、ウエーハを研削する前に前記研削ホイールの研削面に電解還元水を供給し、その後、ウエーハと前記研削ホイールに純水を供給しながら前記研削ホイールでウエーハを研削することを特徴とする。

また、本発明に係るウエーハ研削方法は、チャックテーブルに保持されたウエーハを研削ホイールで研削するウエーハ研削方法であって、ウエーハを研削する際、ウエーハと前記研削ホイールに電解還元水を供給する初期研削工程と、該初期研削工程の後、電解還元水の供給を停止してウエーハと前記研削ホイールに純水を供給しながら前記研削ホイールでウエーハを研削するウエーハ研削工程と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る研削装置およびウエーハ研削方法によれば、水の電気分解によって生成される電解還元水を研削水として使用し、研削ホイールの研削面に電解還元水を供給するようにしたので、アルカリ水となって活性化された電解還元水が研削ホイールを構成する研削砥石の研削面に作用して砥粒の脱落を促し目詰まりが生じないように機能するため、ウエーハを研削ホイールで研削する際のウエーハの研削面の引っ掻き傷の発生を抑制することができるという効果を奏する。

以下、本発明を実施するための最良の形態である研削装置およびウエーハ研削方法について図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態の研削装置を示す外観斜視図であり、図２は、仕上げ研削用の研削手段の研削ホイール付近の構成例を示す分解斜視図であり、図３は、仕上げ研削用の研削手段の研削ホイール付近の構成例を示す縦断側面図である。本実施の形態の研削装置１０は、ウエーハＷを吸引保持する３つのチャックテーブル１１と、これらのチャックテーブル１１をそれぞれ回転自在に支持して回転するターンテーブル１２と、ウエーハＷを収容するカセット１３ａ，１３ｂが載置されるカセット載置部１４ａ，１４ｂと、カセット載置部１４ａに載置されたカセット１３ａからウエーハＷを搬出するとともに研削後のウエーハＷをカセット載置部１４ｂに載置されたカセット１３ｂに収容する搬出入手段１５と、搬出入手段１５によって搬出されたウエーハＷの中心位置合わせを行う位置合わせ手段１６と、ウエーハＷを位置合わせ手段１６からチャックテーブル１１に搬送する搬送手段１７と、チャックテーブル１１に保持されたウエーハＷを研削する研削手段３０，４０と、チャックテーブル１１からウエーハＷを搬出する搬出手段５０と、研削後のチャックテーブル１１を洗浄する洗浄手段１８と、ウエーハＷを吸引保持して回転するスピンナーテーブル６１を備え研削後のウエーハＷの研削面を洗浄する洗浄手段６０と、仕上げ研削用の研削手段４０に対して付設された電解還元水供給手段７０とを備えている。ここで、ターンテーブル１２に配設された３個のチャックテーブル１１は、ターンテーブル１２が適宜回転することにより順次移動し、ウエーハ搬入・搬出領域Ｅ１、粗研削加工領域Ｅ２、および仕上げ研削加工領域Ｅ３に順次位置付けられる。

このような研削装置１０においては、カセット１３ａに収納されたウエーハＷが搬出入手段１５によって位置合わせ手段１６に搬送され、ここで中心位置合わせがされた後、搬送手段１７によってウエーハ搬入・搬出領域Ｅ１のチャックテーブル１１上に搬送され載置される。

また、粗研削加工領域Ｅ２に位置付けられたチャックテーブル１１に保持されたウエーハＷに粗研削加工を施す粗研削用の研削手段３０は、壁部３１にＺ軸方向に配設された一対のガイドレール３２にガイドされてモータ３３の駆動に伴うボールねじ３３ａの回転により上下動する支持部３４に支持され、支持部３４の上下動に伴ってＺ軸方向に上下動するように構成されている。この研削手段３０は、回転可能に支持されたスピンドル３５ａを回転するモータ３５と、スピンドル３５ａの先端にホイールマウント３６を介して装着された研削ホイール３７とを備えている。研削ホイール３７は、下面に円環状に固着されてウエーハＷの裏面（上面）を粗研削する研削砥石３８を備えている。

そこで、研削手段３０がモータ３５によるスピンドル３５ａの回転を伴ってＺ軸方向の下方に研削送りされて、回転する研削ホイール３７の研削砥石３８がウエーハＷの裏面に接触することにより、粗研削加工領域Ｅ２に位置付けられたチャックテーブル１７に保持されているウエーハＷの裏面が粗研削される。

また、仕上げ研削加工領域Ｅ３に位置付けられたチャックテーブル１１に保持されたウエーハＷに仕上げ研削加工を施す仕上げ研削用の研削手段４０は、壁部３１にＺ軸方向に配設された一対のガイドレール４１にガイドされてモータ４２の駆動伴うボールねじ４２ａの回転により上下動する支持部４３に支持され、支持部４３の上下動に伴ってＺ軸方向に上下動するように構成されている。この研削手段４０は、回転可能に支持されたスピンドル４４ａを回転するモータ４４と、スピンドル４４ａの先端にホイールマウント４５にボルト４６（図２参照）によって装着された研削ホイール４７とを備えている。研削ホイール４７は、図２に示すように、ホイール基台４８と、このホイール基台４８の下面（自由端部）に円環状に固着されてウエーハＷの裏面を仕上げ研削する研削砥石４９を備えている。４５ａは、ボルト貫通孔であり、４８ａは、ボルト孔である。また、研削砥石４９は、ダイヤモンド砥粒等の仕上げ研削用の微細な砥粒をビトリファイドボンド、レジンボンド、メタルボンド等のボンド剤で固定してなるものであり、全周に亘って等間隔で断続するドーナツリング状に形成されている。

そこで、研削手段４０がモータ４４によるスピンドル４４ａの回転を伴ってＺ軸方向の下方に研削送りされて、回転する研削ホイール４７中の研削砥石４９の研削面４９ａがウエーハＷの研削面である裏面に接触することにより、仕上げ研削加工領域Ｅ３に位置付けられたチャックテーブル１７に保持されているウエーハＷの裏面が仕上げ研削される。

裏面（上面）が仕上げ研削されたウエーハＷを吸引保持しているチャックテーブル１７は、ウエーハ搬入・搬出領域Ｅ１に戻される。裏面が仕上げ研削されたウエーハＷは、この位置で、搬出手段５０によって吸引保持されてチャックテーブル１７から搬出されて洗浄手段６０のスピンナーテーブル６１上に搬送され、洗浄手段６０による洗浄により研削屑が除去された後に、搬出入手段１５によってカセット１４に収容される。また、洗浄手段１８は、ウエーハ搬入・搬出領域Ｅ１に戻されたチャックテーブル１１上の仕上げ研削済みのウエーハＷの裏面（上面）を洗浄するとともに、仕上げ研削されたウエーハＷが搬出手段５０によって取り上げられて空き状態となったウエーハ搬入・搬出領域Ｅ１のチャックテーブル１１の洗浄を行う。

電解還元水供給手段７０は、仕上げ研削用の研削手段４０に装着された研削ホイール４７を構成する研削砥石４９の研削面４９ａに電解還元水を適宜タイミングで選択的に供給するためのものであって、本実施の形態では、研削用の純水を選択的に供給する機能並びに供給水切換え機能を併有させた構成とされている。このため、電解還元水供給手段７０は、純水を蓄えた純水供給源７１と、電解還元水を蓄えた電解還元水供給源７２と、純水供給源７１からの純水の供給と電解還元水供給源７２からの電解還元水の供給とを選択的に切換え制御する切換え弁７３と、切換え弁７３を経た供給水（純水または電解還元水）を、研削手段４０を上下方向に貫通して研削ホイール４７の研削面４９ａ側に向けて供給する供給経路７４とを備えている。電解還元水としては、例えば、株式会社日本トリムが提供するトリムイオンＴＩ−９０００によって生成できる。

また、供給経路７４は、図２および図３に示すように、スピンドル４４ａの軸心とホイールマウント４５の軸心とに形成され供給孔４４ｂ，４５ｂと、ホイールマウント４５内で軸心の供給孔４５ｂから水平方向に複数に分岐されて下面側に開口させた分岐経路４５ｃと、切換え弁７３側から供給される供給水を基台凹部４８ｂ内に受け入れるように各分岐経路４５ｃに対応させて厚み方向に貫通させてホイール基台４８に形成された複数の水噴出孔４８ｃとからなり、基台凹部４８ｂによる内周側から研削砥石４９の研削面４９ａ側に向けて供給水（純水または電解還元水）の噴出供給が可能とされている。

このような構成において、研削手段４０による仕上げ研削においては、基本的には、チャックテーブル１１上に保持されたウエーハＷと研削ホイール４７を構成する研削砥石４９との加工点に純水供給源７１から純水を供給しながら研削を行わせるが、従来のように、純水を供給しただけでは、研削砥石４９の研削面４９ａが研削の進行に伴い微細な砥粒の目詰まりが生じ、目詰まりを生じたまま研削動作を継続することで、ウエーハＷの研削面に目視上目立つような比較的大きな引っ掻き傷を発生させてしまう。

そこで、本実施の形態の研削装置１０は、電解還元水供給手段７０を備えることで水の電気分解によって生成された電解還元水を研削水として使用可能とし、例えば、チャックテーブル１１に保持されたウエーハＷを研削する際、ウエーハＷと研削砥石４９との加工点に電解還元水供給手段７０によって電解還元水を供給することで、結果的に、研削砥石４９の研削面４９ａに電解還元水を供給し、アルカリ水となって活性化された電解還元水が研削砥石４９の研削面４９ａに作用して微細な砥粒の脱落を促し目詰まりが生じないようにしたものである。このように微細な砥粒の脱落が促され目詰まりが生じていない研削砥石４９の研削面４９ａでウエーハＷを研削することで、ウエーハＷの研削面に発生する引っ掻き傷を抑制することができる。

具体的には、ウエーハＷを研削手段４０で研削する際には、ウエーハＷと研削ホイール４７を構成する研削砥石４９に電解還元水を供給する初期研削工程と、該初期研削工程の後、電解還元水の供給を停止してウエーハＷと研削ホイール４７を構成する研削砥石４９に純水を供給しながら研削砥石４９でウエーハＷを研削するウエーハ研削工程とを行えばよい。

まず、仕上げ研削対象となるウエーハＷを保持したチャックテーブル１１が仕上げ研削加工領域Ｅ３に位置付けられて、該ウエーハＷに対して研削手段４０で研削する際、初期研削工程として、切換え弁７３で電解還元水供給源７２側を選択して供給経路７４によって水噴出孔４８ｃからウエーハＷと研削砥石４９との加工点に向けて電解還元水を供給する。この時、ウエーハＷと研削砥石４９とは回転動作中にあり（例えば、チャックテーブル１１側は２０〜５００ｒｐｍであり、スピンドル４４ａ側は５００〜３０００ｒｐｍ）、加工点に向けて電解還元水が供給されることで、結果的に、研削砥石４９の刃先部となる研削面４９ａに電解還元水が供給され、アルカリ水となって活性化された電解還元水が研削砥石４９の研削面４９ａに作用して微細な砥粒の脱落が促され目詰まりが生じないようになる。本発明者の実験によれば、ビトリファイドボンドで構成された研削砥石４９の場合において特に効果的であった。この初期研削工程を行う時間は、研削対象となるウエーハＷの材質、研削砥石４９に生ずる目詰まりの程度等に応じて適宜設定される。

初期研削工程が終了した後は、切換え弁７３を純水供給源７１側に切換えることで、ウエーハ研削工程として、電解還元水供給源７２側からの電解還元水の供給を停止させる一方、供給経路７４によって水噴出孔４８ｃからウエーハＷと研削砥石４９との加工点に向けて純水供給源７１から純水を供給しながら、研削砥石４９でウエーハＷの裏面側を研削面として研削する処理を実行する。この際、初期研削工程を経ることで微細な砥粒の脱落が促され目詰まりが生じていない研削砥石４９の研削面４９ａでウエーハＷを研削することとなり、ウエーハＷの研削面での引っ掻き傷の発生は抑制される。

なお、本実施の形態では、ウエーハＷの研削の際、電解還元水の供給を初期研削工程として初期段階で行うようにしたが、研削砥石４９における目詰まりの発生具合によっては、例えば、ウエーハ研削工程中の途中で電解還元水の供給を適宜行うようにしてもよい。

また、電解還元水の供給は、ウエーハＷの研削の際に限らず、適宜タイミングで行えばよい。例えば、ウエーハＷを研削する前に事前に研削ホイール４７を構成する研削砥石４９の研削面４９ａに電解還元水を供給し、その後、ウエーハＷと研削ホイール４７を構成する研削砥石４９の加工点に純水を供給しながら研削砥石４９でウエーハＷを研削するようにしてもよい。

本実施の形態の研削装置１０の場合、ウエーハＷを研削する前の電解還元水の供給は、仕上げ研削終了後、次の仕上げ研削対象となるウエーハＷが粗研削加工領域Ｅ２から仕上げ研削加工領域Ｅ３に位置付けられる移動時間を利用して行うことができる。すなわち、仕上げ研削終了後、チャックテーブル１１からＺ軸方向上方に退避して単独状態にあり回転中の研削砥石４９の研削面４９ａに対して水噴出孔４８ｃから電解還元水を直接的に噴出供給させる。このように、研削砥石４９の刃先部となる研削面４９ａに直接的に電解還元水が供給されることで、アルカリ水となって活性化された電解還元水が研削砥石４９の研削面４９ａに作用して前回の仕上げ研削に伴う微細な砥粒の脱落が促される。

その後、次に仕上げ研削対象となるウエーハＷを保持したチャックテーブル１１が仕上げ研削加工領域Ｅ３に位置付けられ研削砥石４９が下降して仕上げ研削が開始される時点で、切換え弁７３で純水供給源７１側を選択して供給経路７４によって水噴出孔４８ｃからウエーハＷと研削砥石４９との加工点に向けて純水を供給しながら、研削砥石４９でウエーハＷを研削する。この際、事前の電解還元水の供給に伴い前回仕上げ研削時の微細な砥粒の脱落が促され目詰まりが生じていない研削砥石４９の研削面４９ａでウエーハＷを研削することとなり、ウエーハＷの研削面での引っ掻き傷の発生は抑制される。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。例えば、本実施の形態の電解還元水供給手段７０は、電解還元水／純水の選択的な切換え供給が可能な併用構成としたが、仕上げ研削領域Ｅ３においてウエーハＷと研削ホイール４７の加工点に電解還元水を供給する場合であれば、図４に示すように、ウエーハＷと研削ホイール４７の加工点に向けて電解還元水を供給する専用の電解還元水供給手段８０を、純水供給手段８１とは別個に設け、それぞれ選択的に動作させるようにしてもよい。

本発明の実施の形態の研削装置を示す外観斜視図である。 仕上げ研削用の研削手段の研削ホイール付近の構成例を示す分解斜視図である。 仕上げ研削用の研削手段の研削ホイール付近の構成例を示す縦断側面図である。 変形例の研削装置を示す外観斜視図である。

符号の説明

１１ チャックテーブル
４０ 研削手段
４７ 研削ホイール
４９ 研削砥石
４９ａ 研削面
７０ 電解還元水供給手段
Ｗ ウエーハ

Claims (4)

1. 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を研削する研削ホイールが装着された研削手段とを備える研削装置であって、
   前記研削手段に装着された前記研削ホイールの研削面に電解還元水を供給する電解還元水供給手段を備えることを特徴とする研削装置。
2. チャックテーブルに保持されたウエーハを研削ホイールで研削するウエーハ研削方法であって、
   ウエーハを研削する際、ウエーハと前記研削ホイールに電解還元水を供給することを特徴とするウエーハ研削方法。
3. チャックテーブルに保持されたウエーハを研削ホイールで研削するウエーハ研削方法であって、
   ウエーハを研削する前に前記研削ホイールの研削面に電解還元水を供給し、その後、ウエーハと前記研削ホイールに純水を供給しながら前記研削ホイールでウエーハを研削することを特徴とするウエーハ研削方法。
4. チャックテーブルに保持されたウエーハを研削ホイールで研削するウエーハ研削方法であって、
   ウエーハを研削する際、ウエーハと前記研削ホイールに電解還元水を供給する初期研削工程と、
   該初期研削工程の後、電解還元水の供給を停止してウエーハと前記研削ホイールに純水を供給しながら前記研削ホイールでウエーハを研削するウエーハ研削工程と、
   を備えることを特徴とするウエーハ研削方法。

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