JP2010094789A

JP2010094789A - 研削ホイール

Info

Publication number: JP2010094789A
Application number: JP2008269275A
Authority: JP
Inventors: Soichi Ishiwata; 総一石綿
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2008-10-20
Filing date: 2008-10-20
Publication date: 2010-04-30

Abstract

【課題】ウエーハのデバイス領域に対応する裏面のみを研削して円形凹部を形成し、外周余剰領域に対応する裏面にリング状補強部を残存させる研削を行った場合に、円形凹部とリング状補強部との境界部に円弧状の未研削部を形成するのを抑制可能な研削ホイールを提供することである。
【解決手段】複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されて形成されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とが表面に形成されたウエーハの裏面を研削する研削装置の研削ホイールであって、リング状のホイール基台と、該ホイール基台の自由端部に環状に固定された複数の研削砥石とから構成され、各研削砥石はその縦断面が鋭角を有する平行四辺形に形成されていて、該平行四辺形の鋭角が外方に突出するように前記ホイール基台に固定されていることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、デバイス領域に対応するウエーハの裏面のみを研削するのに適した研削ホイールに関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円盤形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切削装置で切断することにより、半導体ウエーハが個々の半導体チップ（デバイス）に分割される。

分割されるウエーハは、ストリートに沿って切断する前に裏面を研削によって所定の厚みに形成される。近年、電気機器の軽量化、小型化を達成するために、ウエーハの厚さをより薄く、例えば５０μｍ程度にすることが要求されている。

このように薄く研削されたウエーハは取り扱いが困難になり、搬送等において破損する恐れがある。そこで、ウエーハのデバイス領域に対応する裏面のみを研削して円形凹部を形成し、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域に対応するウエーハの裏面にリング状補強部を形成する研削方法が特開２００７−１９４６１号公報で提案されている。

このように、裏面の外周にリング状補強部が形成されたウエーハは、リング状補強部が除去された後、ウエーハの表面側からストリートと呼ばれる分割予定ラインに沿って分割される（例えば、特開２００７−１９３７９号公報参照）。
特開２００７−１９４６１号公報特開２００７−１９３７９号公報

研削ホイールの自由端部に環状に固定された従来の研削砥石はその縦断面が長方形状をしている。そのため、研削を続行するとリング状補強部と円形凹部との境界部に当接する研削砥石の角部に磨耗が発生し、磨耗した研削砥石で研削を続行するとリング状補強部と円形凹部との境界部に円弧状の未研削部が残存して、最外周に位置するデバイスの品質の低下、或いはデバイスの取り量の減少を招くという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、リング状補強部と円形凹部との境界部に円弧状の未研削部を残存させることのない研削ホイールを提供することである。

本発明によると、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されて形成されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とが表面に形成されたウエーハの裏面を研削する研削装置の研削ホイールであって、リング状のホイール基台と、該ホイール基台の自由端部に環状に固定された複数の研削砥石とから構成され、各研削砥石はその縦断面が鋭角を有する平行四辺形に形成されていて、該平行四辺形の鋭角が外方に突出するように前記ホイール基台に固定されていることを特徴とする研削ホイールが提供される。

好ましくは、平行四辺形の鋭角の角度は３０度〜６０度の範囲内である。

本発明の研削ホイールは、研削砥石を鋭角を有する平行四辺形柱に形成し、平行四辺形の鋭角が外方に突出するようにホイール基台の自由端部に固定したので、ウエーハのデバイス領域に対応する裏面のみを研削して円形凹部を形成し、外周余剰領域に対応する裏面にリング状の補強部を残すように研削を続行して研削砥石が磨耗しても、リング状補強部と円形凹部との境界部に円弧状の未研削部が僅かに残存するものの最外周のデバイスに影響を及ぼすことがなく、デバイスの品質の低下、或いはデバイスの取り量の減少を招くことがない。

また、研削砥石が磨耗した場合、ドレッシングを行うことにより研削面の面積が一定であるとともに平行四辺形の鋭角が維持されるので、研削能力が安定化する。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明実施形態の研削ホイールを装着した研削装置２の概略構成図である。４は研削装置２のハウジングであり、ハウジング４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向にのびる一対のガイドレール８が固定されている。

この一対のガイドレール８に沿って研削ユニット（研削手段）１０が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット１０は、ハウジング１２と、ハウジング１２を保持する支持部１４を有しており、支持部１４が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動される移動基台１６に取り付けられている。

研削ユニット１０は、ハウジング１２中に回転可能に収容されたスピンドル１８と、スピンドル１８の先端に固定されたマウンタ２０と、マウンタ２０にねじ締結され環状に配設された複数の研削砥石を有する研削ホイール２２と、スピンドル１８を回転駆動するサーボモータ２６を含んでいる。

研削装置２は、研削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ２８とパルスモータ３０とから構成される研削ユニット移動機構３２を備えている。パルスモータ３０を駆動すると、ボールねじ２８が回転し、移動基台１６が上下方向に移動される。

ハウジング４の上面には凹部４ａが形成されており、この凹部４ａにチャックテーブル機構３４が配設されている。チャックテーブル機構３４はチャックテーブル３６を有し、図示しない移動機構により図１に示されたウエーハ着脱位置Ａと、研削ユニット１０に対向する研削位置Ｂとの間でＹ軸方向に移動される。３８，４０は蛇腹である。ハウジング４の前方側には、研削装置２のオペレータが研削条件等を入力する操作パネル４２が配設されている。

図２を参照すると、研削装置２でその裏面が研削される半導体ウエーハ１１の表面側斜視図が示されている。半導体ウエーハ１１は、例えば厚さが５００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数のストリート１３が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート１３によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。

このように構成された半導体ウエーハ１１は、デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９を備えている。また、半導体ウエーハ１１の外周には、シリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されている。

半導体ウエーハ１１の表面１１ａには、保護テープ貼着工程により保護テープ２３が貼着される。従って、半導体ウエーハ１１の表面１１ａは保護テープ２３によって保護され、図３に示すように、裏面１１ｂが露出する状態となり、裏面１１ｂを上側にして研削装置２のチャックテーブル３６に吸引保持される。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、研削ホイール２２は中心穴４８を有するホイール基台４６と、ホイール基台４６の自由端部に粒径０．３〜１．０μｍのダイアモンド砥粒をビトリファイドボンドで固めた複数の研削砥石５２が固着されて構成されている。

ホイール基台４６は、マウンタ２０にねじ止め固定されるための３つのねじ穴５０を有している。各研削砥石５２は、図４（Ｃ）に示すようにその縦断面が鋭角角部５４を有する平行四辺形に形成されている。好ましくは、鋭角角部５４の角度は３０度〜６０度の範囲内である。

以上のように構成された研削装置２により、半導体ウエーハ１１のデバイス領域１７に対応する裏面に円形凹部を形成し、外周余剰領域１９にリング状補強部を残存させるウエーハの加工方法について以下に簡単に説明する。

図１に示すウエーハ着脱位置Ａに位置付けられたチャックテーブル３６上に、図３に示された保護テープ２３が貼着されたウエーハ１１を保護テープ２３を下にして吸引保持する。次いで、チャックテーブル３６をＹ軸方向に移動して研削位置Ｂに位置付ける。

そして、図５及び図６に示すように、チャックテーブル３６を矢印３７で示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削砥石５２を矢印５３で示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、研削ユニット移動機構３２を駆動して研削ホイール２２の研削砥石５２をウエーハ１１の裏面に接触させる。そして、研削ホイール２２を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。

この結果、半導体ウエーハ１１の裏面には、図５及び図７（Ｂ）に示すように、デバイス領域１７に対応する領域が研削除去されて所定厚さ（例えば３０μｍ）の円形状の凹部５６が形成されるとともに、外周余剰領域１９に対応する領域が残存されてリング状補強部(リング状凸部)５８が形成される。図７（Ｂ）において、ｔ１は３０μｍ、ｔ２は５００μｍである。

ここで、チャックテーブル３６に保持されたウエーハ１１と研削ホイール２２を構成する研削砥石５２の関係について図６を参照して説明する。チャックテーブル３６の回転中心Ｐ１と研削砥石５２の回転中心Ｐ２は偏心しており、研削砥石５２の外径はウエーハ１１のデバイス領域１７と外周余剰領域１９との境界線６０の直径より小さく、境界線６０の半径より大きい寸法に設定され、環状に配置された研削砥石５２がチャックテーブル３６の回転中心Ｐ１を通過するようになっている。

本実施形態の研削砥石５２は、図４（Ｃ）に示すようにその縦断面が鋭角角部５４を有する平行四辺形に形成されており、全体の形状として平行四辺形柱となっている。よって、研削砥石５２でウエーハ１１のデバイス領域１７に対応する領域のみを研削すると、図７（Ａ）に示すように研削砥石５２の鋭角角部５４が円形凹部５６とリング状補強部５８の境界部分を研削する。

研削を続行すると、鋭角角部５４は図８（Ｂ）に符号６２で示すようにＲ形状に磨耗するが、このＲ形状の半径は従来の直方体の研削砥石が磨耗した場合のＲ形状の半径に比較して小さなものとなる。

その結果、本発明実施形態の研削ホイール２２を使用して、半導体ウエーハ１１のデバイス領域１７に対応する裏面のみを研削して円形凹部５６を形成し、外周余剰領域１９にリング状補強部５８を残存させる研削を実施した場合には、円形凹部５６とリング状補強部５８の境界部に円弧状の未研削部が僅かに残存するものの、最外周のデバイス１５に影響を及ぼすことがなく、デバイス１５の品質の低下、或いはデバイス１５の取り量の減少を招くことがない。

研削砥石５２の鋭角角部５４の磨耗量が大きくなった場合には、ドレッシングを行って研削砥石５２の厚みを薄くすることにより、鋭角角部５４の角度を原状に復帰させることができる。このようにドレッシングを行うことにより、研削砥石５２が磨耗しても研削面の面積が一定であるとともに、平行四辺形の鋭角は維持されるので研削能力が安定する。

本発明の研削ホイールを具備した研削装置の外観斜視図である。半導体ウエーハの表面側斜視図である。表面に保護テープが貼着された半導体ウエーハの裏面側斜視図である。図４（Ａ）は本発明実施形態の研削ホイールの斜視図、図４（Ｂ）はその縦断面図、図４（Ｃ）は研削砥石の側面図である。研削ホイールによって実施される円形凹部研削方法を示す斜視図である。円形凹部研削方法の説明図である。図７（Ａ）は本発明実施形態の研削砥石と円形凹部及びリング状補強部との関係を示す縦断面図であり、図７（Ｂ）は円形凹部研削工程が実施された半導体ウエーハの縦断面図である。図８（Ａ）は実施形態にかかる研削砥石の側面図、図８（Ｂ）は角部が磨耗した状態の研削砥石の側面図、図８（Ｃ）はドレッシング終了後の研削砥石の側面図である。

符号の説明

２研削装置
１０研削ユニット（研削手段）
１１半導体ウエーハ
１５デバイス
１７デバイス領域
１８スピンドル
１９外周余剰領域
２０マウンタ
２２研削ホイール
３６チャックテーブル
５２研削砥石
５６円形凹部
５８リング状補強部

Claims

複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されて形成されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とが表面に形成されたウエーハの裏面を研削する研削装置の研削ホイールであって、
リング状のホイール基台と、該ホイール基台の自由端部に環状に固定された複数の研削砥石とから構成され、
各研削砥石はその縦断面が鋭角を有する平行四辺形に形成されていて、該平行四辺形の鋭角が外方に突出するように前記ホイール基台に固定されていることを特徴とする研削ホイール。
該外周余剰領域に対応するウエーハの裏面にリング状の補強部を残すように該デバイス領域に対応するウエーハの裏面を研削する請求項１記載の研削ホイール。
前記平行四辺形の鋭角の角度は３０度〜６０度の範囲内である請求項１又は２記載の研削ホイール。