JP2009095952A - ウェハの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェハを研削するに際し、ウェハの加工効率を向上させる。
【解決手段】ウェハ６０の一面６１をロータリー研削盤にて研削するに際し、ウェハ６０の周囲にドレスボート３０を配置し、砥石５０でウェハ６０を研削すると同時にドレスボート３０を砥石５０の加工面５１に接触させる。もしくは、砥石５０の加工面５１のドレッシングのみを行う。これにより、加工面５１をドレッシングするためにウェハ６０の研削を中止する必要がなく、ウェハ６０の加工効率を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、砥石をドレッシングしながらウェハを研削するウェハの製造方法に関する。

従来より、ロータリー研削盤を用いてウェハの一面を研削する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。図３は、ロータリー研削盤を用いてウェハを研削する工程を示した図である。ロータリー研削盤を用いてウェハを研削するに際し、まず、図３（ａ）に示す工程では、砥石９０をドレッシングする。

砥石９０は、ダイヤモンドの砥粒が砥石ボンド材にて固められたものであり、砥石ボンド材から突出した砥粒が研削に作用する。ウェハ９１の研削を行うと、この砥粒が摩耗してしまうため、砥石ボンド材から砥粒を突出させる必要がある。そこで、ウェハ９１を研削する前に、砥石９０をドレッシングすることで、砥石ボンド材から砥粒を突出させる。

このため、セラミック製の台座９２の上に、多孔質構造および負圧を利用したウェハ吸着用のテーブルとしてのポーラスチャック９３を配置する。また、ポーラスチャック９３の上に砥石９０をドレッシングするためのドレスボート９４を配置する。

そして、ドレスボート９４に研削水９５を流しつつ、砥石９０を回転させながら、当該砥石９０をドレスボート９４に押し付ける。これにより、砥石ボンド材が削られ、砥石ボンド材から砥粒が適度に突出する。

なお、ドレスボート９４を用いずにコンパウンド（砥粒）を用いて砥石９０をドレッシングしても良い。

この後、図３（ｂ）に示す工程では、ウェハ９１の研削を行う。すなわち、ポーラスチャック９３の上に研削対象となるウェハ９１を載せる。そして、研削水９５を流しながら、砥石９０をウェハ９１に押し付けて台座９２と砥石９０とを互いに逆方向に回転させることで、ウェハ９１を研削する。この際、砥石ボンド材が削られること、また砥粒の劈開によって新しい鋭利な切れ刃が出現する自生作用によって研削加工が連続的に進行する。
特開２００３−２２９３９６号公報

しかしながら、上記従来の技術では、難削材料（超硬質材料）や特に高番手砥石を用いた加工において砥石９０の自生作用が進行せず目詰まりが早く、ウェハ９１を研削できなくなってしまう。したがって、砥石９０をドレッシングする頻度が増加し、図３（ａ）に示す工程、図３（ｂ）に示す工程を繰り返すこととなる。これにより、ウェハ９１の加工の段取りや加工時間が増大してしまうという問題がある。

本発明は、上記点に鑑み、ウェハを研削するに際し、ウェハの加工効率と加工精度を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、ウェハ（６０）を用意する工程と、ウェハ（６０）の周囲に砥石（５０）の加工面（５１）をドレッシングするドレスボート（３０）を配置すると共に、ウェハ（６０）の一面（６１）と砥石（５０）の加工面（５１）とを対向させる工程と、砥石（５０）の加工面（５１）をウェハ（６０）の一面（６１）に押し付けて当該一面（６１）を研削する工程とを含んでおり、ウェハ（６０）の一面（６１）を研削する工程では、砥石（５０）の加工面（５１）にウェハ（６０）の一面（６１）とドレスボート（３０）とを接触させ、ウェハ（６０）の一面（６１）の研削と、砥石（５０）の加工面（５１）のドレッシングとを同時に行う場合と、ウェハ（６０）の一面（６１）の研削のみを行う場合とを含んでいることを特徴とする。

これによると、ウェハ（６０）の周囲にドレスボート（３０）を配置してウェハ（６０）の一面（６１）を研削することによって、砥石（５０）の加工面（５１）が摩耗してしまったとしても、ウェハ（６０）の研削と砥石（５０）の加工面（５１）のドレッシングとを同時に行う場合により、砥石（５０）の加工面（５１）をドレッシングすることができるため、加工面（５１）をドレッシングするためにウェハ（６０）の研削を中止する必要がない。これにより、ウェハ（６０）の加工効率を向上させることができる。また、ウェハ（６０）の一面（６１）の研削のみを行う場合が含まれるため、砥石（５０）の加工面（５１）のドレッシングを間欠的に行うこともできる。このため、最良の状態で砥石（５０）の加工が進行するため難削材や高番手砥石を用いた加工でも加工精度を悪化させることなく加工が終了できる。

この場合、ウェハ（６０）の一面（６１）を研削する工程では、ウェハ（６０）の位置を固定し、ドレスボート（３０）を砥石（５０）の加工面（５１）側に移動させることで、砥石（５０）の加工面（５１）にウェハ（６０）の一面（６１）とドレスボート（３０）とを接触させることができる。

他方、ウェハ（６０）の一面（６１）を研削する工程では、ドレスボート（３０）の位置を固定し、ウェハ（６０）を砥石（５０）の加工面（５１）側に移動させることで、砥石（５０）の加工面（５１）にウェハ（６０）の一面（６１）とドレスボート（３０）とを接触させることもできる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る研削工程に用いられるロータリー研削盤の概略断面図である。この図に示されるように、ロータリー研削盤は、台座１０と、テーブル２０と、ドレスボート３０と、ガイド４０と、砥石５０とを備えて構成されている。

台座１０は、板状のウェハ６０をテーブル２０に吸着させるための土台となる円板状のものであり、台座１０を貫通する通路１１が設けられている。この通路１１は、図示しない真空ポンプ機構に接続されている。また、この台座１０には図示しない回転機構が設けられており、中心軸を中心にして回転させられるようになっている。

テーブル２０は、ウェハ６０を吸着固定する円板状のものであり、両端面を貫通する複数の図示しない孔が設けられたものである。このテーブル２０は、台座１０の上に配置され、図示しない孔と台座１０の通路１１とが繋がった状態とされる。

ドレスボート３０は、砥石５０の目詰まりを解消するために砥石５０をドレッシングするものである。このドレスボート３０は、台座１０の上に配置される共に、テーブル２０の周囲に配置されている。本実施形態では、ドレスボート３０は、テーブル２０を一周して囲むリング状をなしている。

ガイド４０は、ドレスボート３０をテーブル２０との間で挟み込むものであり、ドレスボート３０の周囲に配されている。本実施形態では、ドレスボート３０がリング状であるため、ガイド４０もドレスボート３０を一周して囲むリング状をなしている。これにより、ドレスボート３０はガイド４０の側面およびテーブル２０の側面に沿って、すなわち台座１０の端面に対して垂直方向に移動可能になっている。このように、ガイド４０は、ドレスボート３０の突き出しバラツキを高精度に行うための専用ガイドとして機能する。

また、台座１０のうちドレスボート３０が配置される場所には、台座１０を貫通する通路１２が設けられている。そして、図示しない加圧ポンプ機構により、エアーや水が通路１２を通過してテーブル２０側に押し出されるようになっている。これにより、ドレスボート３０が台座１０から離れるように持ち上げられるようになっている。また加圧力を調整することでドレスボード３０を台座１０側に下げることも可能である。

このようにしてドレスボート３０を台座１０から離れるように持ち上げる場合、上記のようにエアーや水を用いる他に、例えば通路１２にスプリングを配置し、弾性変形させられたスプリングの復元力によってドレスボート３０を持ち上げる機構になっていても構わない。この場合、台座１０に通路１２を設けずに、テーブル２０の側面とガイド４０の側面との間にスプリングを配置しても良い。また、磁石を用いてドレスボート３０を浮き上がらせる手法を採用することもできる。

砥石５０は、結合材等によって固定された硬度の高い砥粒を工具とするものである。具体的に、砥石５０は、円板状の土台に難削材料（超硬質材料）であるダイヤモンドの砥粒が砥石ボンド材にて固められたものであり、加工面５１にて研削対象物を研削するものである。本実施形態では、例えばカップ形のものが採用される。このカップ形の砥石５０は、容器の開口端に加工面５１が設けられたタイプのものである。このようなカップ形の砥石５０として、加工面５１が一周するリング状のものや、加工面５１が一定長さごとに区切られた破線状のものなどが採用される。

本実施形態では、砥石５０と台座１０とは、砥石５０の端面の外縁部が台座１０の中心軸に対向する配置関係になっている。また、砥石５０には図示しない回転機構が設けられており、中心軸を中心にして台座１０とは逆方向に回転させられるようになっている。そして、砥石５０をウェハ６０に押し付けて加工する。以上が、本実施形態に係るロータリー研削盤の構成である。

次に、上記ロータリー研削盤を用いて、ウェハ６０を研削する工程について説明する。まず、ワークとなるウェハ６０として、例えば炭化珪素単結晶により構成される炭化珪素半導体ウェハを研削する場合について説明する。すなわち、ウェハ製造工程にて図１に示されるロータリー研削盤を用いて、ウェハ６０を研削加工する。

まず、炭化珪素で形成されたウェハ６０を用意し、テーブル２０の上に配置する。そして、図示しない真空ポンプ機構にて真空引きすることにより、テーブル２０の図示しない孔、台座１０の通路１１を介してテーブル２０側から台座１０側に空気を吸入する。これにより、ウェハ６０をテーブル２０に吸着して固定する。

続いて、吸着テーブル２０および砥石５０をそれぞれ逆方向に回転させる。そして、ウェハ６０に研削水７０を掛けながら、砥石５０を吸着テーブル２０側に移動させ、砥石５０の加工面５１をウェハ６０の一面６１に押し付けて研削する。研削台８０（後述する図２参照）を砥石５０側に移動させて、研削してもよい。

この場合、通路１２を介してエアーや水をドレスボート３０に押し当て、エアーや水の圧力によって、吸着テーブル２０から離れるようにドレスボート３０を移動させて砥石５０の加工面５１に接触させる。これによると、砥石５０の加工面５１にウェハ６０の一面６１とドレスボート３０とが接触するため、砥石５０の加工面５１にてウェハ６０の一面６１を研削しつつ、砥石５０の加工面５１をドレスボート３０によってドレッシングする。つまり、ウェハ６０の一面６１の研削と、砥石５０のドレッシングとを同時に行う。

上記のようにしてウェハ６０の一面６１を研削する際に、常に加工面５１をドレッシングする必要はなく、一定時間ごとに加工面５１をドレッシングしても良い。加工面５１に砥粒が突出した状態が維持されれば良く、定期的にドレッシングすれば良い。

これにより、ウェハ６０の研削中に砥石５０の加工面５１のドレッシングを行うことができるため、砥石５０の加工面５１の目詰まりが起こることはなく、ウェハ６０における研削量が低下することもない。

また、上記のように硬い炭化珪素のウェハ６０を研削する場合や、高番手砥石を用いる場合では、加工面５１の砥粒が早く摩耗してしまうが、上記の方法によってウェハ６０の研削中に加工面５１に常に砥粒が突出した形態を保つことができる。これにより、硬いものや高番手砥石を用いる場合に本実施形態に係る研削方法が特に有効である。

そして、所望の厚さになるまで、または所望の研削量になるまで砥石５０でウェハ６０を研削する。このようにして、研削工程が完了し、研削加工された炭化珪素のウェハ６０が得られる。

この後、上記のようにして研削加工されたウェハ６０は必要ならば研磨加工を経て鏡面加工されたウェハとなり、半導体デバイス工程にて半導体デバイスが作り込まれる基板として用いられ、半導体デバイスが作り込まれたものがダイシングカットされてチップ状に分割されることで半導体装置が完成する。

以上説明したように、本実施形態では、ワークとしてのウェハ６０の一面６１をロータリー研削盤にて研削するに際し、ウェハ６０の周囲にドレスボート３０を配置し、砥石５０の加工面５１にウェハ６０の一面６１を接触させて研削すると共に、ドレスボート３０を加工面５１に接触させ、砥石５０にてウェハ６０の一面６１の研削とドレスボート３０によるドレッシングとを同時に行うことが特徴となっている。

これにより、ウェハ６０の研削と砥石５０のドレッシングとを繰り返し交互に行う必要はなく、さらに研削とドレッシングとを同時に行うことできるので、加工時間や加工効率を向上させることができる。特に、高番手砥石のような砥粒の摩耗が早い砥石５０を用いて研削を行う場合に有効で加工精度を向上できる。つまり、加工がスムーズに進行することで（精度悪化無く）特にウェハ６０の平坦度を維持向上することができる。

また、砥石５０のドレッシングのために砥石５０等を移動させることはないため、再度高さ調整等のアライメントを行う必要もない。このため、ロータリー研削盤の装置精度を維持した状態でウェハ６０を研削し続けることができる。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記第１実施形態では、ウェハ６０の位置が固定され、ドレスボート３０が砥石５０側に移動させられる構成となっていたが、本実施形態では、ドレスボートの位置が固定され、ウェハ６０が砥石５０側に移動させられる構成となっている。

図２は、本実施形態に係る研削工程に用いられるロータリー研削盤の概略断面図である。この図に示されるように、ロータリー研削盤は、研削台８０と、砥石５０とを備えて構成されている。このうち、砥石５０は第１実施形態で示されたものと同様のものである。

研削台８０は、ウェハ６０を保持すると共に、砥石５０をドレッシングする円柱状のものである。このような研削台８０には、当該研削台８０の一端面にウェハ６０が収納される凹部８１が設けられており、この凹部８１の底面と研削台８０の他端面とが貫通する通路８２が設けられている。凹部８１の径は、ウェハ６０の径とほぼ同じになっている。

この通路８２には、図示しない加圧機構が接続されており、この加圧機構からエアー、あるいは水が通路８２に送り込まれ、研削台８０の凹部８１の底面から凹部８１内にエアー、あるいは水が吹き出すようになっている。

また、研削台８０の一端面、すなわち凹部８１の開口端にドレスボート３０が配置されている。凹部８１にウェハ６０が収納された場合、ドレスボート３０はウェハ６０の周囲に配置されることとなる。なお、このドレスボート３０は、第１実施形態と同様のものであり、リング状のものや一定間隔で配置されたものが採用される。

以上が、本実施形態に係るロータリー研削盤の構成である。このようなロータリー研削盤では、砥石５０を研削台８０側に移動させた後に、砥石５０の位置が固定され、ウェハ６０が砥石５０側に移動させられるようになっている。

次に、上記ロータリー研削盤を用いて、ウェハ６０を研削する方法について説明する。まず、ウェハ６０を用意し、このウェハ６０を研削台８０の凹部８１内に配置する。そして、図示しない加圧機構によって研削台８０の通路８２にエアー、あるいは水を送り込み、凹部８１内にエアー、あるいは水を供給する。これにより、エアー、あるいは水によってウェハ６０を浮遊させる。これにより、ウェハ６０が砥石５０側に移動する。また加圧力を調整することでウェハ６０を下げ、砥石５０の加工面５１のドレッシングのみを行うことも可能である。

続いて、研削台８０および砥石５０をそれぞれ逆方向に回転させる。そして、ウェハ６０に研削水７０を掛けながら、砥石５０を研削台８０側に移動させ、砥石５０の加工面５１をウェハ６０の一面６１に押し付けて研削する。研削台８０を砥石５０側に移動させて、研削してもよい。

これにより、砥石５０の加工面５１がウェハ６０の一面６１を研削すると共にドレスボート３０に接触させてドレッシングを行う。この場合、ドレスボート３０は砥石５０をドレッシングすると共に、砥石５０によって削られる。

以上説明したように、ドレスボート３０の位置を固定した場合であっても、ウェハ６０を砥石５０側に移動させることによって、砥石５０の加工面５１にドレスボート３０とウェハ６０とを接触させることで、砥石５０によってウェハ６０の研削と砥石５０のドレッシングとを同時に行うことができる。これにより、ウェハ６０の加工時間や加工効率を向上させることができる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、ウェハ６０として炭化珪素半導体ウェハを例に説明したが、例えばサファイヤやダイヤモンド等で形成されたウェハ６０を研削する場合に本発明の方法を採用することができる。このような硬いものを研削する場合、砥石５０が摩耗しやすいため、砥石５０のドレッシングとウェハ６０の研削とを同時に行うことにより、加工効率を上げることができる。

上記各実施形態では、１枚のウェハ６０を研削する場合について説明したが、複数枚のウェハ６０を同時に研削しても良い。

上記各実施形態では、砥石５０として、カップ形のものを用いたが、他の形態のものであっても構わない。

上記第２実施形態では、エアー、あるいは水によってウェハ６０を浮遊させていたが、エアー、あるいは水を用いずにウェハ６０の位置を固定しても良い。この場合、ウェハ６０の周囲にドレスボート３０を配置し、ウェハ６０の一面とドレスボート３０の高さとが同じになるように調節することで、ウェハ６０の研削と砥石５０のドレッシングとを同時に行うことができる。

上記各実施形態では、砥石５０の加工面５１にウェハ６０の一面６１とドレスボート３０とを接触させ、ウェハ６０の一面６１の研削と、砥石５０の加工面５１のドレッシングとを同時に行う場合について説明したが、ウェハ６０の位置やドレスボード３０の位置を調節することにより、上記同時に行う場合の他に、ウェハ６０の一面６１の研削のみを行う場合もある。すなわち、ウェハ６０の一面６１を研削する工程では、これら２つの場合を含み、各場合のうちいずれかを行うようにすることができる。これにより、砥石５０の砥石面５１のドレッシングを間欠的に行うこともできる。

本発明の第１実施形態に係る研削工程に用いられるロータリー研削盤の概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る研削工程に用いられるロータリー研削盤の概略断面図である。 従来において、ロータリー研削盤を用いてウェハを研削する工程を示した図である。

符号の説明

３０…ドレスボート、５０…砥石、５１…加工面、６０…ウェハ、６１…ウェハの一面。

Claims (4)

1. 砥石（５０）の加工面（５１）を板状のウェハ（６０）の一面（６１）に押し付けて当該一面（６１）をロータリー研削する研削工程を含んだウェハの製造方法であって、
   前記研削工程は、
   前記ウェハ（６０）を用意する工程と、
   前記ウェハ（６０）の周囲に前記砥石（５０）の加工面（５１）をドレッシングするドレスボート（３０）を配置すると共に、前記ウェハ（６０）の一面（６１）と前記砥石（５０）の加工面（５１）とを対向させる工程と、
   前記砥石（５０）の加工面（５１）を前記ウェハ（６０）の一面（６１）に押し付けて当該一面（６１）を研削する工程とを含んでおり、
   前記ウェハ（６０）の一面（６１）を研削する工程では、前記砥石（５０）の加工面（５１）に前記ウェハ（６０）の一面（６１）と前記ドレスボート（３０）とを接触させ、前記ウェハ（６０）の一面（６１）の研削と、前記砥石（５０）の加工面（５１）のドレッシングとを同時に行う場合と、前記ウェハ（６０）の一面（６１）の研削のみを行う場合とを含んでいることを特徴とするウェハの製造方法。
2. 前記ウェハ（６０）の一面（６１）を研削する工程では、前記ウェハ（６０）の位置を固定し、前記ドレスボート（３０）を前記砥石（５０）の加工面（５１）側に移動させることで、前記砥石（５０）の加工面（５１）に前記ウェハ（６０）の一面（６１）と前記ドレスボート（３０）とを接触させることを特徴とする請求項１に記載のウェハの製造方法。
3. 前記ウェハ（６０）の一面（６１）を研削する工程では、前記ドレスボート（３０）の位置を固定し、前記ウェハ（６０）を前記砥石（５０）の加工面（５１）側に移動させることで、前記砥石（５０）の加工面（５１）に前記ウェハ（６０）の一面（６１）と前記ドレスボート（３０）とを接触させることを特徴とする請求項１に記載のウェハの製造方法。
4. 前記ウェハ（６０）を用意する工程では、前記ウェハ（６０）として炭化珪素で形成されたものを用意することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のウェハの製造方法。

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