JP2009123983A

JP2009123983A - 半導体基板の裏面を研削する方法

Info

Publication number: JP2009123983A
Application number: JP2007297469A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Yamamoto; 栄一山本; Moriyuki Kashiwa; 守幸柏; Masakuni Shiratori; 正邦白鳥
Original assignee: Okamoto Machine Tool Works Ltd; Alps Engineering Co Ltd
Current assignee: Okamoto Machine Tool Works Ltd; Alps Engineering Co Ltd
Priority date: 2007-11-16
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2009-06-04

Abstract

【課題】極薄半導体基板をチッピングやクラッキングを生じさせることなく平面研削加工する方法を提供する。
【解決手段】シリコン基板Ｗの片面に配線プリントＰｒが施された半導体基板の表面側に粘着保護テープＴを貼付し、半導体基板の外周縁がチャックテーブル４の外周縁からはみ出るように粘着保護テープ側を下にして吸着保持し、ついで、チャックテーブルを回転しつつ、粘着保護テープ面側下方側からレーザー光線を半導体基板のシリコン基板外周縁内側の位置で外周縁に沿って照射して粘着保護テープ外周縁近傍を貫通する第一環状溝Ｔｖ１および半導体基板のシリコン基板面に研削加工仕上げ所望厚みより深い第二環状溝Ｔｖ２を形成する。その後、研削砥石で第二環状溝Ｔｖ２に到達する位置もしくはそれを超えて基板厚みが所望の厚みとなるまで基板面を平面研削して基板面の厚みを薄くする。
【選択図】図２

Description

本発明は、配線プリント側が保護樹脂テープで粘着された半導体基板の裏面を研削砥石で平面研削し、１０〜１００μｍの厚みに薄くする半導体基板にする研削方法に関する。

基板ホルダー機構の円盤状基板ホルダーテーブル表面に載置された円盤状半導体基板裏面をダイヤモンドカップホイール型研削砥石でインフィード平面研削加工することは知られている。円盤状半導体基板とカップホイール型砥石の刃先が摺擦する加工点には、研削液が供給され、半導体基板の平面加工面の熱焼けを防止する（例えば、特許文献１参照。）。

半導体基板の径が３００ｍｍ、４５０ｍｍと拡径するとともに、厚みが１０〜８０μｍと極薄の半導体基板の出現が望まれている。配線プリント面が保護テープで被覆されている半導体基板のシリコン基板裏面を研削砥石で研削加工し、ついで、研削加工シリコン面を研磨加工または／およびエッチング加工して基板の厚みを１０〜８０μｍと薄肉化および鏡面化する平坦化装置として、基板を真空吸着保持できる基板ホルダーテーブルの複数を下方に配置し、それぞれの基板ホルダーテーブルの上方に粗研削砥石を備える回転スピンドル、仕上研削砥石を備える回転スピンドル、および研磨工具を備える回転スピンドルを配置し、基板収納カセット内に保管されている基板を位置合わせ用の仮置台へ搬送する多関節型搬送ロボット、基板ホルダーテーブル上の基板を次ぎの加工ステージへと搬送する搬送パッドを備えた搬送器具および基板洗浄機器を備える平坦化装置が使用されている。

例えば、ローディング／アンローディングステージ、第１粗研削ステージ、第２仕上研削ステージおよび研磨ステージに区画した一台のインデックス型回転テーブルに半導体基板を真空チャックできる基板ホルダーテーブル４組みを前記インデックス回転テ−ブルの軸心に対し同一円周上に等間隔で配設した平面研削・研磨装置を用い、各基板ホルダーテーブルに対してインデックス型回転テ−ブルの９０度の回転に伴うそれぞれのステージで多関節型搬送ロボットによる半導体基板のローディング、粗研削平砥石による基板裏面の粗研削加工、仕上研削平砥石による基板裏面の仕上研削加工、研磨パッドによる鏡面研磨加工および搬送機器によるアンローディングの処理を順次行うことは知られている（例えば、特許文献２参照。）。

また、基板収納ステージを室外に、多関節型搬送ロボット、位置合わせ用仮置台、研削加工ステージ、移動型搬送パッド、研磨加工ステージ、および洗浄ステージを室内に備える平坦化装置において、該平坦化装置の正面側から背面側に向かって、室外の右側に基板収納ステージを設け、室内においては、室内の前列目に前記基板収納ステージ近傍位置に多関節型搬送ロボットを、その多関節型搬送ロボットの後列の右側に、位置合わせ用仮置台および後列中央側に移動型搬送パッドを設置し、それらの最後列に、時計廻り方向に基板ローディング／アンローディングステージ、粗研削ステージ、および仕上研削ステージの３つのステ−ジを構成する基板ホルダーテーブルを第１インデックス型回転テーブルに同心円上に配置した研削加工ステージを設け、前記基板ローディングテーブル上面を洗浄する回転式チャッククリーナおよび研削加工された基板面を洗浄する回転式洗浄ブラシ一対を備える洗浄機器を基板ホルダーテーブル上面に対し垂直方向および平行方向に移動可能に設け、前記粗研削ステージを構成する基板ホルダーテーブル上方に粗研削ダイヤモンドカップホイール型研削砥石を備えるスピンドルを基板ホルダーテーブル上面に対し昇降可能に設け、前記仕上研削ステージを構成する基板ホルダーテーブル上方に、仕上研削カップホイール型ダイヤモンド砥石を備えるスピンドルを基板ホルダーテーブル上面に対し昇降可能に設け、前記クリーナおよび回転式洗浄ブラシを備える洗浄機器とで基板ローディング／アンローディングステージを構成し、基板ホルダーテーブルと粗研削カップホイール型ダイヤモンド砥石で粗研削ステージを構成し、基板ホルダーテーブルと仕上研削カップホイール型ダイヤモンド砥石で仕上研削ステージを構成させ、前記多関節型搬送ロボットの左側に、基板ローディング／アンローディング／仕上研磨ステージを構成する基板ホルダーテーブルと、粗研磨ステージを構成する基板ホルダーテーブルを別の１台の第２インデックス型回転テーブルに同心円上に配置した研磨加工ステ−ジを設け、前記仕上研磨ステ−ジを構成する基板ホルダーテーブル上方に、洗浄液供給機構および研磨パッドを回転可能に軸承するスピンドルを基板ホルダーテーブル上面に対し昇降可能および平行に揺動可能に設け、この基板ホルダーテーブルと研磨パッドと洗浄液供給機構と前記移動型搬送パッドと多関節型搬送ロボットまたは別の搬送パッドまたは多関節型搬送ロボットとで基板ローディング／アンローディングテーブル上方に、研磨剤スラリー液供給機構および研磨パッドを回転可能に軸承するスピンドルを基板ホルダーテーブル上面に対し昇降可能および平行に揺動可能に設け、この基板ホルダーテーブルと研磨パッドと研磨剤スラリー液供給機構とで基板粗研磨ステージを構成した半導体基板の平坦化装置も知られている（例えば、特許文献３参照。）。

半導体基板厚みが１２０〜２２０μｍの平面研削加工時、平面研磨加工時、もしくは、平面加工された半導体基板の搬送時に平面加工半導体基板のエッジ部にチッピングやクラッキングが見受けられ、ダイシング工程で得られる半導体チップのロス率が増加する傾向があったので、研削加工前、または研削加工後の半導体基板のエッジ部をシリコン基板面側からエッジ研削砥石または切削ブレードを用いエッジ加工することが提案されている（例えば、特許文献２、特許文献４参照。）。

また、図４（ａ）に示すように、先ず、吸引手段によってチャックテーブル３１上に半導体基板３を吸着保持し、そして、チャックテーブル３１を０．１ｒｐｍで回転しつつ、半導体基板の配線プリントＰｒが施された表面側から外周縁より所定量内側の位置で外周縁に沿って半導体基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線（シリコン基板では波長３５５ｎｍ）を集光器３２４から照射し、半導体基板の表面から少なくとも半導体基板の仕上がり厚さより深い環状のレーザー加工溝を形成する加工溝形成工程を実施する。加工溝周辺には変質層が形成され、半導体基板のエッジ部の割れやチッピングが生じにくくなっている。

次に、図４（ｂ）に示すように、外周縁にレーザー加工溝を設けた半導体基板の配線プリント面側に粘着保護テープＴを貼付し、粘着保護テープ面を下方向にシリコン基板ｗ面を上方にしてチャックテーブル５１上に半導体基板を吸着保持し、そして、チャックテーブルを３００ｒｐｍで回転しつつ、研削砥石を備えた研削ホイール５０を６，０００ｒｐｍで回転せしめて半導体基板裏面に接触することにより、所定の仕上がり厚さ、例えば１００μｍになるまで裏面研削する方法も提案されている（例えば、特許文献５、特許文献６参照。）。

このようにレーザー加工によって外周部にレーザー加工溝が形成された半導体基板は、切削ブレードによって切断した際に生ずるストレスが残存しない。このように半導体基板を薄くなるまで研削しても、半導体基板の外周部の一部が除去され、溝近傍に変質層が設けられてストレスが残留していないので、研削中に半導体基板に割れやチッピングが生じる機会が極めて減少する。

通常、平面加工される半導体基板の半導体チップが形成されない余白部のシリコン基板外周縁には、パルルレーザをシリコンウエハに照射してＳＥＭＩ準拠のＯＣＲ文字、バーコード、二次元コードなどがドット配列で表示されたウエハＩＤマークが付されている（例えば、非特許文献１参照。）。

次々世代の厚み１０〜５０μｍの半導体基板の平面
加工（研削加工や研磨加工）試作をＤＲＡＭ製造メーカーが行ったところ、エッジ部周縁にレーザーダイシング溝加工された半導体基板のこれらウエハＩＤマークが付されている外周縁部でチッピングやクラッキングが発生する現象が見出された。

特開２００３−２１８０７９号公報特開２００１−２５２８５３号公報米国特許第７，２３８，０８７号明細書特開２００３−２７３０５３号公報特開２００６−１０８５３２号公報特開２００４−１１１６０６号公報 "ウエハマーキングについて"、｛online｝、｛平成１９年９月１８日検索｝、インターネット＜URL:http://www.gsig.co.jp/application/wafermark.html＞

特許文献５に記載のレーザーエッジング加工された半導体基板を研削する方法は、粘着保護テープを半導体基板表面に貼付後、半導体基板をひっくり返し、シリコン基板面を上方に、粘着保護テープ面を下方に向けてチャックテーブルに載置する工程が加わり、粘着保護テープの貼付工程、半導体基板の裏返し工程の半導体基板搬送にストレスが生じ、半導体基板エッジ部にチッピングや割れを誘う機会が増加する。

本発明は、半導体基板の径が３００ｍｍ、あるいは次々世代の４５０ｍｍであり、その半導体基板の厚みが１０〜５０μｍの極薄であっても、半導体基板の平面研削加工時、平面研磨加工時、あるいは基板の搬送時に平面加工された半導体基板にチッピングやクラッキングを生じさせない半導体基板の研削方法を提供するものである。

請求項１の発明は、１）シリコン基板の片面に配線プリントが施された半導体基板の表面側に粘着保護テープを貼付し、この粘着保護テープ面を下方向にシリコン基板面を上方にして円盤状チャックテーブル上に半導体基板の外周縁が円盤状チャックテーブル外周縁からはみ出るように吸着保持し、２）ついで、チャックテーブルを回転しつつ、粘着保護テープ面側下方側からレーザー光線を半導体基板のシリコン基板外周縁より０．５〜１．２ｍｍの所定量内側の位置で外周縁に沿って照射して粘着保護テープ外周縁近傍を貫通する第一環状溝、および、半導体基板のシリコン基板面に深さ１０〜１２０μｍの研削加工仕上げ所望厚みより深い第二環状溝を形成させた後、３）前記外周縁にレーザー加工溝を設けた半導体基板を保持するチャックテーブルを回転しつつ、研削砥石を備えた研削砥石軸を下降させて前記半導体基板のシリコン基板面に研削砥石を接触、摺擦して前記半導体基板のシリコン基板の第二環状溝に到達する位置もしくはそれを超えてシリコン基板面厚みが所望の１０〜１００μｍ厚みとなるまでシリコン基板面を平面研削してシリコン基板面の厚みを薄くすることを特徴とする、半導体基板の裏面研削方法を提供するものである。

請求項２の発明は、１）シリコン基板の片面に配線プリントが施された半導体基板の表面側に粘着保護テープを貼付し、この粘着保護テープ面を下方向にシリコン基板面を上方にして円盤状チャックテーブル上に半導体基板の外周縁が円盤状チャックテーブル外周縁からはみ出るように吸着保持し、２）ついで、チャックテーブルを回転しつつ、粘着保護テープ面側下方側から炭酸ガスレーザー光線を半導体基板のシリコン基板外周縁より０．５〜１．２ｍｍの所定量内側の位置で外周縁に沿って照射して粘着保護テープ外周縁近傍に粘着保護テープの厚みの５０〜１００％深さに幅１０〜１００μｍの環状溝を形成させた後、３）回転しているチャックテーブルに保持されている前記半導体基板の粘着保護テープに設けられた第一環状溝にＹＡＧ高周波レーザー光線を集光器から照射し、半導体基板のシリコン基板面に深さ１０〜１２０μｍの研削加工仕上げ所望厚みより深い第二環状溝を形成させた後、４）前記外周縁にレーザー加工溝を設けた半導体基板を保持するチャックテーブルを回転しつつ、研削砥石を備えた研削砥石軸を下降させて前記半導体基板のシリコン基板面に研削砥石を接触、摺擦して前記半導体基板のシリコン基板の第二環状溝に到達する位置もしくはそれを超えてシリコン基板面厚みが所望の１０〜１００μｍ厚みとなるまでシリコン基板面を平面研削してシリコン基板面の厚みを薄くすることを特徴とする、半導体基板の裏面研削方法を提供するものである。

レーザー加工溝が設けられた半導体基板のシリコン基板の環状加工溝面は変質層となっているので、チッピングや割れ（クラッキング）が生じにくくなっており、また、このレーザー加工時には、半導体基板の配線プリント面が粘着保護テープにより被覆され保護されているので、後工程の半導体基板の裏面研削時や半導体基板の搬送時に半導体基板にチッピングや割れが生じにくくなっている。

また、環状溝のレーザー加工と半導体基板のシリコン基板面の平面研削加工を別々のチャックテーブルを用いて、あるいは、同一のチャックテーブルを用いて同時に並行して実施することもでき、半導体基板の薄肉化加工時間を短縮することができる。

以下、図を用いて本発明をさらに詳細に説明する。図１は配線プリント面が粘着保護テープにより保護された半導体基板のシリコン基板面を上方に向けてチャックテーブル上に載置された半導体基板外周縁にレーザー光を照射して環状溝を設けている状態を示す部分断面図、図２は別の態様を示す半導体基板外周縁にレーザー光を照射して環状溝を設けている状態を示す部分断面図、および、図３は半導体基板の平面研削装置の一部を切り欠いた正面図である。

図１において、半導体基板３は、厚み２００〜７７０μｍのシリコン基板ｗの片面に配線プリントＰｒが施された半導体基板の表面側に厚み１２０〜２００μｍの粘着保護テープＴが貼付されたものである。この粘着保護テープ面を下方向にシリコン基板面を上方にしてチャックテーブル４上に半導体基板の外周縁が円盤状チャックテーブル外周縁から１〜５ｍｍはみ出るように半導体基板３を吸着保持し、チャックテーブル４を３０〜２，０００ｍｍ／秒の速度で回転しつつ、粘着保護テープ面側から炭酸ガスレーザー光線を照射角７５〜９０度、出力２〜６０ｍｊで粘着保護テープの外周縁より０．５〜１．２ｍｍの所定量内側の位置で外周縁に沿って照射して粘着保護テープ外周縁に幅５〜１００μｍの第一貫通環状溝Ｔ_Ｖ１と半導体基板のシリコン基板面に深さ１０〜１２０μｍの研削加工仕上げ所望厚みより深い第二環状溝Ｔ_Ｖ２を形成させ、次いで図３で示す研削砥石５０によりシリコン基板面を平面研削加工する。

図２において、半導体基板３は、厚み２００〜７７０μｍのシリコン基板ｗの片面に配線プリントＰｒが施された半導体基板の表面側に厚み１２０〜２００μｍの粘着保護テープＴが貼付されたものである。この粘着保護テープ面を下方向にシリコン基板面を上方にしてチャックテーブル４上に半導体基板の外周縁が円盤状チャックテーブル外周縁から１〜５ｍｍはみ出るように半導体基板３を吸着保持し、チャックテーブル４を３０〜１００ｍｍ／秒の速度で回転しつつ、粘着保護テープ面側から炭酸ガスレーザー光線を照射角７５〜９０度、出力２〜６０ｍｊで粘着保護テープの外周縁より０．５〜１．２ｍｍの所定量内側の位置で外周縁に沿って照射して粘着保護テープ外周縁に粘着保護テープ厚みの５０〜１００％深さ、幅１０〜１００μｍの第一貫通環状溝Ｔ_Ｖ１を形成させた後、回転しているチャックテーブルに保持されている前記半導体基板の粘着保護テープに設けられた第一環状溝にＹＡＧ高周波レーザー光線（波長３５５ｎｍ）を集光器から照射し、半導体基板のシリコン基板面に深さ１０〜１２０μｍの研削加工仕上げ所望厚みより深い幅５〜１００μｍの第二環状溝を溝Ｔ_Ｖ２を形成させ、ついで、図３で示す研削砥石５０によりシリコン基板面を平面研削加工する。

粘着保護テープＴは、厚み１２０〜２００μｍの線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、ポリウレタンエラストマー（ＰＵ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）等の樹脂製テープ表面に紫外線照射硬化性アクリル系樹脂粘着剤、あるいは熱分解性樹脂粘着剤を塗布し、粘着剤層側に剥離テープを裏打ちしたもので、リンテック株式会社、日東電工株式会社、積水化学工業株式会社、三井化学株式会社、ＪＳＲ株式会社などより市販されている。半導体基板に貼付するときは、剥離テープを剥がして、粘着剤層側を配線プリント面に向けて貼着する。

レーザー加工に用いる発振器７０としては、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー（アシストガスはアルゴン）、ＵＶ−ＹＡＧレーザー、ＴＥＡ−炭酸ガスレーザー等のレーザー発振器が用いられるが、安価な炭酸ガスレーザー発振器が好ましい。環状溝幅の５〜２０μｍ細加工精度面からは、ＹＡＧレーザー発振器が好ましい。レーザー加工機７の発振器７０より発信されるレーザー光のオリジナル波長は、ＹＡＧレーザー発振器では１，０６４ｎｍ（赤外線）で、ＬＢＯ結晶で波長を粘着保護テープの吸収波長５３２ｎｍ（緑）またはシリコン基板の吸収波長３５５ｎｍ（紫外線）に変換し、被対象物（粘着保護テープまたはシリコン基板）に照射される。炭酸ガスレーザー発振器では、オリジナル波長は１０，６００ｎｍである。

図１および図２に示すＹＡＧレーザー加工機７は、ＬＤ光源とレーザーコントローラを備えるＬＤ励起ユニット７１と、発振器７０、Ｑ−ＳＷ、反射ミラー、ＬＢＯ、内部シャッタを含む伝送光学系７６、反射ミラー、ビームエキスパンダ、外部シャッタ、反射ミラーおよび偏光アッテネータを含む集光光学系７７および被対象物距離を測定する測定長器７８より構成される。前記ＬＤ励起ユニット７１と伝送光学系７６は光ファイバーケーブル７９で結ばれる。

環状溝の幅は、照射されたレーザー光線が被対象物（粘着保護テープまたはシリコン基板）上で結ぶ焦点位置（スポット）により５〜１００μｍと調整できる。それゆえ、測定長器７８が集光光学系７７を保護するハウジング７ａの上位置に設置されている。ＹＡＧレーザー加工機７は、チャックテーブル４の回転速度に応じた溝切り込み深さ加工能力を選択すべきであり、スポット径およびこの溝切り込み深さ加工能力に応じた種々のグレードのレーザー加工機が市販されている。例えば、株式会社アルプスエンジニアリングより、ＹＡＧレーザー発信器としてＡｌｉＳｔａｒ（商品グレード名）シリーズがＧ（スポット径７μｍ、Ｒ（スポット径１０μｍ）、ＨＦ（スポット径２０μｍ）の付記号で市販されている。環状溝の幅５〜１００μｍは、半導体基板の外周縁から配線プリントＰｒが施されている最外位置の距離が約３ｍｍなので、十分な幅である。

図３に示す基板の平面研削装置１は、研削ヘッド構造Ｈと半導体基板ホルダー機構ＶＣを有する。研削ヘッド構造Ｈにおいて、８はスピンドル、９は軸受、１１はカップホイール型砥石の取り付け板、１２はスピンドルケーシング取り付け部材、１３は傾斜調整ボルト駆動用モータ、１４はスピンドル８を回転駆動させるビルド・イン・モータ、２２は空気軸受、２３は空気供給管、２４は取り付け板１１とスピンドルを軸承する固定板２５との連結軸、２６はスピンドルケーシング１０冷却液供給管、２７は空気軸受２２と該空気軸受の周壁下に設けた囲板（砥石カバー）２８とからなるヘッドＨ内に設けられた空間部、５０はカップホイール型研削砥石、５５は砥石刃、５６は環状溝、５７は研削液導入孔、５９は研削液供給ノズル、６０は研削液供給管、６１は研削液取入口であり、この研削液供給管は図示されていないが、昇降機構の取付部材に固定されており、研削液タンクと可撓性ホースで接続されている。

カップホイール型砥石５０は、ビルド・イン・モータ１４の回転駆動をスピンドル８、固
定板２５、連結軸２４、取り付け板１１を経て伝達し、回転させる。ヘッドは取付部材１２に固定されているのでカップホイール型砥石５０が回転しても、ヘッド自身は回転駆動しない。従って、研削液供給ノズル５９と研削液供給タンクを連結する可撓性ホースが捻れて破損することはない。研削液供給ノズル５９よりカップホイール型研削砥石５０の環状溝５６に供給された研削液は、導入孔５７，５７を経て砥石周壁内５６面に導かれ、さらにスリット５０ｆを通過してカップホイール型砥石の周壁外側へ排出される。研削液の供給量は、基板の直径により異なるが０．５〜１０リットル／分が好ましい。

カップホイール型研削砥石５０の砥石刃５５群の直径は、環状ドレッサ砥石の直径の０．９〜１．２倍である。半導体基板直径と比較すると、カップホイール型研削砥石５０の砥石刃５５群の直径は、研削される半導体基板３の直径の１．０５〜１．６倍が好ましい。カップホイール型研削砥石５０は、カップホイール型研削砥石の砥石刃５５が研削加工されるシリコン基板の略中心点を通過する回転軌跡を描くようにチャックテーブルに対して配置される。

砥石刃５５，５５間のスリットは斜めであっても、平行であってもよい。台金に研削液供給ようの環状溝とこの環状溝の上部より砥石刃に向けて斜め孔を穿ったカップホイール型砥石も使用できる（特開平６−２３６７４号公報）。

粗研削カップホイール型研削砥石５０としては、砥番（ＪＩＳ一般砥粒粒度）３００〜１，８００のレジンボンドダイヤモンド砥石が、仕上研削カップホイール型ダイヤモンド砥石としては、砥番２，０００〜８，０００のメタルボンドダイヤモンド砥石またはビトリファイドボンドダイヤモンド砥石が好ましい。これらカップホイール型研削砥石には、特開２００４−１６７６１７号公報の図１に開示されるように研削液給水ガイドが設けられている。

カップホイール型研削砥石５０を備える研削ヘッドＨの取り付け部１２下部には半球状凹部１９が設けられ、下部には前記半球状凹部に嵌合する半球状凸部１８が設けられ、半球状凹部１９と半球状凸部１８間には０．０５〜０．１ｍｍの隙間が形成されている。傾斜調整ボルト１５をモ−タ１３の駆動力で締めたり緩めたりすることにより昇降機構の下部の半球状凸部１８を中心に取り付け部下部の半球状凹部１９前に設けた前記隙間を利用してスピンドル８が傾斜する。

図３に示される半導体基板ホルダー機構ＶＣは、円盤状半導体基板チャックテーブル４と、この円盤状半導体基板ホルダーテーブルを収納するフレーム５と、このフレームを軸承する中空スピンドル２と、このスピンドルの回転機構（図示されていない）を有する。中空スピンドル２は、図示されていない純水供給機構と減圧機構に接続されている。円盤状半導体基板チャックテーブル４の直径は、半導体基板３の直径より例えば、約２〜６ｍｍ小さい。言い換えれば、円盤状半導体基板チャックテーブル４の外周縁は、半導体基板３の外周縁より約１〜３ｍｍ内側に存在する。円盤状半導体基板チャックテーブル４を回転させながらこの円盤状半導体基板チャックテーブル４の外周縁より外側にはみ出ている半導体基板の外周縁部０．５〜１．２ｍｍのスポットにレーザー加工機７の集光光学系７７よりレーザー光を照射する。

円盤状半導体基板チャックテーブル４は、中央部４１が円盤状ポーラスアルミナセラミック製で、環状堤４０を形成している部分およびその１〜１０ｍｍ幅部分が非通気性のアルミナセラミック製４３と成っている。円盤状半導体基板チャックテーブル４は、上記円盤状ポーラスアルミナセラミック製材料の途中部分であって、非通気性アルミナセラミック製部分に連続する間に非通気性の環状アルミナセラミック製仕切壁４２を設け、中央部円盤状ポーラスアルミナセラミック製部分の減圧度を、外側環状ポーラスアルミナセラミック製部分の減圧度より高く真空引きできる構造としてもよい。円盤状半導体基板チャックテーブル４底部の真空引きは、２つの真空ポンプ、減圧管よりなる減圧機構を以って実施される。円盤状半導体基板チャックテーブル４の外側環状ポーラスアルミナセラミック製部分の減圧度は、−５５０〜−８５０ｍｍＨｇで、中央部円盤状ポーラスアルミナセラミック製部分の減圧度−４５０〜８３０ｍｍＨｇより−２０ｍｍＨｇから−１００ｍｍＨｇより低い水銀圧力が好ましい。外側の減圧度を低くすることにより、半導体基板のエッジ部（縁部）の下方向傾斜がより小さくなり半導体基板３の縁部におけるチッピング、クラッキングが更に生じにくくなる。

円盤状半導体基板チャックテーブル４は、成形セラミック砥石か、チャックテーブルクリーナ砥石で焼成成形された円盤状半導体基板チャックテーブル表面を５〜１０μｍ研削加工することにより得られる。

半導体基板ホルダー機構ＶＣの円盤状半導体基板チャックテーブル４上に、半導体基板３をシリコン基板ｗ面が上向きとなるよう、かつ、半導体基板の配線がプリントされていない外周縁部が円盤状半導体基板チャックテーブル４外周縁より約１〜３ｍｍはみ出るように載置し、中空スピンドル２内を真空ポンプ（図示されていない）で減圧して半導体基板３を円盤状半導体基板チャックテーブル４に固定保持し、中空スピンドル２をモータ（図示されていない）で水平方向に回転させながらカップホイール型砥石５０を軸承するスピンドル８をモータ１４で回転させつつ下降させて前記半導体基板３のシリコン基板面に当接させて前記カップホイール型砥石の砥石刃５５による基板面の切り込みを開始するとともにこのシリコン基板面と前記カップホイール型砥石の砥石刃５５とを摺擦させて半導体基板３のシリコン基板の平面研削加工を行う。この平面研削加工と同時に環状ドレッサ砥石６によりカップホイール型砥石の砥石刃５５をドレッシング加工する。

半導体基板３のシリコン基板面の平面研削加工時、研削液を研削液供給管５９および供給ノズル９０よりシリコン基板表面に供給しつつカップホイ−ル型砥石５０の砥石刃先５５が前記シリコン基板の略中心点を通過するようにスピンドル８を回転させてカップホイ−ル型砥石５０を基板面上で摺動させてシリコン基板面を平面研削する。中空スピンドル２の回転数は、３０〜３００ｒｐｍ、スピンドル８の回転数は１，０００〜４，０００ｒｐｍが好ましい。

半導体基板のシリコン基板面の平面研削加工後、真空ポンプの稼動を止めた後、切換バルブを純水供給側へ切り換え、加圧純水を中空スピンドル２の中空部を経由してポーラスセラミック製半導体基板テーブル４底面に導くことにより研削加工された半導体基板３の円盤状半導体基板チャックテーブル４からの剥離を容易とする。

粘着保護テープ、半導体基板へのレーザー加工機による環状溝加工と同時にシリコン基板面の平面研削加工を同時に行ってもよい。但し、チャックテーブル４の回転速度が遅く、レーザー光出力エネルギィが高いとき、レーザー光が照射された粘着保護テープスポット部分位置の樹脂テープ膨れが生じることがあるので、レーザー光スポット径、レーザーエネルギィを考慮して樹脂テープ膨れが生じないチャックテーブル回転速度を設定する必要がある。

また、粘着保護テープに形成される環状溝幅より半導体基板３のシリコン基板に形成される環状溝幅を小さくするために、レーザー光発信器を炭酸ガスレーザー光発信器からＹＡＧレーザー光発信器に交代、あるいは、スポット径の大きい炭酸ガスレーザー光発信器からスポット径の小さい、レーザー加工速度の速いＹＡＧガスレーザー光発信器に交代させたり、被対象物とレーザー発信器間の距離を粘着保護テープ環状溝レーザー加工時と半導体基板環状溝レーザー加工時とで変えること、あるいは、途中でレーザー光照射角度を変えることは有意義なことである。

実施例１被加工基板として、厚みが７５０μｍ、直径３００ｍｍのシリコン基板の片面に配線プリントＰｒが施された半導体基板の表面側に厚み１８０μｍの粘着保護テープが貼付された被加工基板を用いた。前記粘着保護テープ面を下方向にシリコン基板面を上方にして直径２９８ｍｍの円盤状チャックテーブル４上に半導体基板を吸着保持し、チャックテーブルを６０ｍｍ／秒の速度で回転しつつ、粘着保護テープ面側から炭酸ガスレーザー光線（波長は１，０６４ｎｍ）を照射角８５度、出力５０ｍｊで粘着保護テープの外周縁より０．５ｍｍの所定量内側の位置で外周縁に沿って照射して粘着保護テープ外周縁に幅６０μｍの第一貫通環状溝Ｔ_Ｖを約３０秒かけて形成し、ついで、ＹＡＧガスレーザー加工機に変えて波長３５４ｎｍのレーザー光線を照射して半導体基板のシリコン基板面に深さ１５０μｍ、幅約５５μｍの第二環状溝Ｔ_Ｖを約２０秒かけて形成させた。

次いで、チャックテーブルを１００ｒｐｍ回転速度で回転しつつ、砥番３２５のダイヤモンドカップホイール型研削砥石を用いシリコン基板面を７１２μｍ厚み粗研削加工した。さらに、チャックテーブルの回転速度を８０ｒｐｍに変え、研削砥石を砥番２，０００のダイヤモンド研削砥石に変え粗研削加工シリコン基板面を１０μｍ厚み仕上げ研削加工し、シリコン基板面の厚みを７２２μｍ薄くした。得られた半導体基板にチッピングや割れは見出されなかった。

上記と同様なレーザー環状溝加工およびシリコン基板面研削加光を半導体基板１００枚について実施したが、いずれの半導体基板にもチッピングや割れは見出されなかった。

実施例２被加工基板として、厚みが７５０μｍ、直径３００ｍｍのシリコン基板の片面に配線プリントＰｒが施された半導体基板の表面側に厚み１８０μｍの粘着保護テープ（ＬＬＤＰＥフィルム厚みは１５０μｍ）が貼付された被加工基板を用いた。前記粘着保護テープ面を下方向にシリコン基板面を上方にして直径２９８ｍｍの円盤状チャックテーブル４上に半導体基板を吸着保持し、チャックテーブルを６０ｍｍ／秒の速度で回転しつつ、粘着保護テープ面側から炭酸ガスレーザー光線（波長は１，０６４ｎｍ）を照射角８５度、出力５０ｍｊで粘着保護テープの外周縁より０．５ｍｍの所定量内側の位置で外周縁に沿って照射して粘着保護テープ外周縁に幅６０μｍの第一貫通環状溝Ｔ_Ｖを約３０秒かけて粘着保護テープ２／３の深さまで形成した。ついで、ＹＡＧレーザー加工機を用い、光線の波長を３５４ｎｍに変えて半導体基板のシリコン基板面に深さ１５０μｍ、幅約２０μｍの第二環状溝Ｔ_Ｖを約１５秒かけて形成させた。

次いで、チャックテーブルを１００ｒｐｍ回転速度で回転しつつ、砥番３２５のダイヤモンドカップホイール型研削砥石を用いシリコン基板面を７１７μｍ厚み粗研削加工した。さらに、チャックテーブルの回転速度を８０ｒｐｍに変え、研削砥石を砥番２，０００のダイヤモンド研削砥石に変え粗研削加工シリコン基板面を５μｍ厚み仕上げ研削加工し、シリコン基板面の厚みを７２５μｍ薄くした。得られた半導体基板にチッピングや割れは見出されなかった。

本発明の半導体基板の裏面研削方法は、シリコン基板外周縁近傍に環状溝を形成するが、その環状溝深さも１０〜１２０μｍと浅く、従来方法のシリコン基板面上方側から厚み２００〜７７０μｍの半導体基板外周縁をレーザー光で環状に切り落とす方法と比較し、レーザー加工時間が１／２〜１／７短縮される。また、レーザー溝加工と半導体基板の平面研削加工を同一チャックテーブル上で行うときは、半導体基板の裏返しや搬送の機会が減り、半導体基板にチッピングやクラッキングが生じる機会が特許文献５に記載の方法より減少する。

半導体基板にレーザー光照射により環状溝が設けられた状態を示す部分断面図である。別態様の半導体基板にレーザー光照射により環状溝が設けられた状態を示す部分断面図である。半導体基板の裏面研削装置の正面部分断面図である。別態様の半導体基板にレーザー光照射により環状溝が設けられた状態を示す部分断面図である。（公知）

符号の説明

１半導体基板裏面研削装置Ｈ研削ヘッド２中空スピンドルＶＣ半導体基板ホルダー機構３半導体基板ｗシリコン基板Ｐｒ配線プリントＴ粘着保護テープ４円盤状半導体基板チャックテーブル７ＹＡＧレーザー加工機７０ＬＤ光源（発振器）７１ＬＤ励起ユニット７６伝送光学系７７集光光学系７８測定長器８スピンドル５０カップホイール型研削砥石５５砥石刃

Claims

１）シリコン基板の片面に配線プリントが施された半導体基板の表面側に粘着保護テープを貼付し、この粘着保護テープ面を下方向にシリコン基板面を上方にして円盤状チャックテーブル上に半導体基板の外周縁が円盤状チャックテーブル外周縁からはみ出るように吸着保持し、２）ついで、チャックテーブルを回転しつつ、粘着保護テープ面側下方側からレーザー光線を半導体基板のシリコン基板外周縁より０．５〜１．２ｍｍの所定量内側の位置で外周縁に沿って照射して粘着保護テープ外周縁近傍を貫通する第一環状溝、および、半導体基板のシリコン基板面に深さ１０〜１２０μｍの研削加工仕上げ所望厚みより深い第二環状溝を形成させた後、３）前記外周縁にレーザー加工溝を設けた半導体基板を保持するチャックテーブルを回転しつつ、研削砥石を備えた研削砥石軸を下降させて前記半導体基板のシリコン基板面に研削砥石を接触、摺擦して前記半導体基板のシリコン基板の第二環状溝に到達する位置もしくはそれを超えてシリコン基板面厚みが所望の１０〜１００μｍ厚みとなるまでシリコン基板面を平面研削してシリコン基板面の厚みを薄くすることを特徴とする、半導体基板の裏面研削方法。
１）シリコン基板の片面に配線プリントが施された半導体基板の表面側に粘着保護テープを貼付し、この粘着保護テープ面を下方向にシリコン基板面を上方にして円盤状チャックテーブル上に半導体基板の外周縁が円盤状チャックテーブル外周縁からはみ出るように吸着保持し、２）ついで、チャックテーブルを回転しつつ、粘着保護テープ面側下方側から炭酸ガスレーザー光線を半導体基板のシリコン基板外周縁より０．５〜１．２ｍｍの所定量内側の位置で外周縁に沿って照射して粘着保護テープ外周縁近傍に粘着保護テープの厚みの５０〜１００％深さに幅１０〜１００μｍの環状溝を形成させた後、３）回転しているチャックテーブルに保持されている前記半導体基板の粘着保護テープに設けられた第一環状溝にＹＡＧ高周波レーザー光線を集光器から照射し、半導体基板のシリコン基板面に深さ１０〜１２０μｍの研削加工仕上げ所望厚みより深い第二環状溝を形成させた後、４）前記外周縁にレーザー加工溝を設けた半導体基板を保持するチャックテーブルを回転しつつ、研削砥石を備えた研削砥石軸を下降させて前記半導体基板のシリコン基板面に研削砥石を接触、摺擦して前記半導体基板のシリコン基板の第二環状溝に到達する位置もしくはそれを超えてシリコン基板面厚みが所望の１０〜１００μｍ厚みとなるまでシリコン基板面を平面研削してシリコン基板面の厚みを薄くすることを特徴とする、半導体基板の裏面研削方法。