JP2010221335A

JP2010221335A - Grinding device

Info

Publication number: JP2010221335A
Application number: JP2009071184A
Authority: JP
Inventors: Toshimitsu Goto; 利光後藤
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2009-03-24
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2010-10-07

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a grinding device accurately detecting the thickness of a wafer even if the wafer is supported by a ring frame through an adhesive tape. <P>SOLUTION: In the grinding device including a chuck table having a holding surface holding the wafer and a grinding means having a grinding wheel grinding the wafer held by the chuck table, a wafer thickness detecting means including a first detection unit detecting the height of the ground surface of the wafer held by the chuck table and a second detection unit detecting the height of the rear surface on the opposite side with respect to the holding surface of the chuck table is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、研削中のウエーハの厚みを検出するウエーハの厚み検出手段を備えた研削装置に関する。 The present invention relates to a grinding apparatus provided with a wafer thickness detecting means for detecting the thickness of a wafer being ground.

ＩＣ、ＬＳＩ等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが分割予定ライン（ストリート）によって区画された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置（ダイシング装置）によって分割予定ラインを切削して個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。 A semiconductor wafer in which a number of devices such as IC and LSI are formed on the surface, and each device is partitioned by a line to be divided (street), the back surface is ground by a grinding machine and processed to a predetermined thickness. A dividing line is cut by a cutting device (dicing device) to be divided into individual devices, and the divided devices are used for electric devices such as mobile phones and personal computers.

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、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砥石を有する研削手段と、チャックテーブルに保持されたウエーハの研削面の高さとチャックテーブルの表面の高さとを検出してウエーハの厚みを検出する厚み検出手段とを備えていて、ウエーハを高精度に所望の厚みに研削することができる（特開昭６３−１０２８７２号公報参照）。 A grinding apparatus for grinding a back surface of a wafer includes a chuck table for holding a wafer, a grinding means having a grinding wheel for grinding the wafer held by the chuck table, and a height of a grinding surface of the wafer held by the chuck table. Thickness detecting means for detecting the thickness of the surface of the chuck table and detecting the thickness of the wafer is provided, and the wafer can be ground to a desired thickness with high accuracy (see Japanese Patent Laid-Open No. 63-102872). ).

ところで、ウエーハの裏面が研削されてその厚みが非常に薄くなると、ウエーハのハンドリングが非常に困難になる。このような場合、粘着テープにウエーハを貼着し、粘着テープの外周部をリングフレームに貼着してウエーハの裏面を研削することにより、ウエーハの良好なるハンドリング性を確保しようとする試みがなされている。 By the way, if the back surface of the wafer is ground and the thickness thereof becomes very thin, handling of the wafer becomes very difficult. In such a case, an attempt is made to secure a good handling property of the wafer by attaching the wafer to the adhesive tape, attaching the outer periphery of the adhesive tape to the ring frame, and grinding the back surface of the wafer. ing.

特開昭６３−１０２８７２号公報JP 63-102872 A

しかし、リングフレームに粘着テープを介して配設されたウエーハを研削する場合には、ウエーハの研削面の高さを検出することはできるものの、リングフレームがチャックテーブルの表面に吸引保持されているため、チャックテーブルの表面の高さを検出することができず、研削時に研削砥石がウエーハを押圧することで生じる機械的歪を相殺して、ウエーハを所望の厚みに仕上げることができないという問題がある。 However, when grinding a wafer disposed on the ring frame via an adhesive tape, the height of the grinding surface of the wafer can be detected, but the ring frame is sucked and held on the surface of the chuck table. Therefore, the height of the surface of the chuck table cannot be detected, and there is a problem that the wafer cannot be finished to a desired thickness by offsetting the mechanical distortion caused by the grinding wheel pressing the wafer during grinding. is there.

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、リングフレームに粘着テープを介してウエーハが支持されていても、研削中のウエーハの厚みを正確に検出可能な研削装置を提供することである。 The present invention has been made in view of these points, and the object of the present invention is to accurately detect the thickness of the wafer being ground even if the wafer is supported on the ring frame via an adhesive tape. Is to provide a simple grinding apparatus.

本発明によると、ウエーハを保持する保持面を有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砥石を有する研削手段とを備えた研削装置であって、該チャックテーブルに保持されたウエーハの研削面の高さを検出する第１の検出部と、該チャックテーブルの該保持面に対して反対側の裏面の高さを検出する第２の検出部とを含んだウエーハの厚み検出手段を具備したことを特徴とする研削装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a grinding apparatus comprising a chuck table having a holding surface for holding a wafer, and a grinding means having a grinding wheel for grinding the wafer held by the chuck table. The thickness of the wafer including a first detection unit for detecting the height of the ground surface of the wafer and a second detection unit for detecting the height of the back surface opposite to the holding surface of the chuck table. There is provided a grinding apparatus comprising a detecting means.

好ましくは、ウエーハはリングフレームに粘着テープを介して支持されており、研削時にウエーハはリングフレームに支持された状態でチャックテーブルに保持される。 Preferably, the wafer is supported on the ring frame via an adhesive tape, and the wafer is held on the chuck table while being supported on the ring frame during grinding.

本発明の研削装置には、チャックテーブルに保持されたウエーハの研削面の高さを検出する第１の検出部と、チャックテーブルの保持面に対して反対側の裏面の高さを検出する第２の検出部とを含んだウエーハの厚み検出手段が配設されているので、研削時のチャックテーブルの機械的歪をチャックテーブルの裏側で検出して機械的歪を相殺し、ウエーハの厚みを正確に検出してウエーハを所望の厚みに仕上げることができる。 The grinding apparatus of the present invention includes a first detection unit for detecting the height of the grinding surface of the wafer held on the chuck table, and a first detection unit for detecting the height of the back surface opposite to the holding surface of the chuck table. Since the wafer thickness detection means including the two detection units is disposed, the mechanical strain of the chuck table during grinding is detected on the back side of the chuck table to cancel the mechanical strain, and the wafer thickness is reduced. It is possible to accurately detect and finish the wafer to a desired thickness.

本発明実施形態にかかる研削装置の外観斜視図である。1 is an external perspective view of a grinding apparatus according to an embodiment of the present invention. 研削前の半導体ウエーハの表面側斜視図である。It is a surface side perspective view of the semiconductor wafer before grinding. リングフレームに粘着テープを介して支持されたウエーハを示す図である。It is a figure which shows the wafer supported by the ring frame via the adhesive tape. チャックテーブルの拡大斜視図である。It is an expansion perspective view of a chuck table. チャックテーブルに保持されたウエーハを示す図である。It is a figure which shows the wafer hold | maintained at the chuck table. ウエーハの厚み検出手段でウエーハの厚みを検出しながらウエーハの裏面を研削している状態の斜視図である。It is a perspective view of the state where the back surface of a wafer is ground while detecting the thickness of the wafer by the wafer thickness detecting means. 図６の正面図である。FIG. 7 is a front view of FIG. 6.

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明実施形態の研削装置の外観斜視図を示している。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、上下方向に延びる一対のガイドレール８が固定されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an external perspective view of a grinding apparatus according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 4 denotes a housing of the grinding apparatus 2, and a column 6 is erected on the rear side of the housing 4. A pair of guide rails 8 extending in the vertical direction is fixed to the column 6.

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、スピンドルハウジング１２と、スピンドルハウジング１２を支持する支持部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する移動基台１６に取り付けられている。 A grinding unit (grinding means) 10 is mounted along the pair of guide rails 8 so as to be movable in the vertical direction. The grinding unit 10 includes a spindle housing 12 and a support portion 14 that supports the spindle housing 12. The support portion 14 is attached to a moving base 16 that moves in the vertical direction along a pair of guide rails 8. Yes.

研削ユニット１０はスピンドルハウジング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ホイールマウント２０と、ホイールマウント２０にねじ締結され環状に配設された複数の研削砥石２４（図７参照）を有する研削ホイール２２と、スピンドル１８を回転駆動する電動モータ２６を含んでいる。 The grinding unit 10 includes a spindle 18 rotatably accommodated in a spindle housing 12, a wheel mount 20 fixed to the tip of the spindle 18, and a plurality of grinding wheels 24 screwed to the wheel mount 20 and arranged annularly. A grinding wheel 22 having (see FIG. 7) and an electric motor 26 for rotating the spindle 18 are included.

研削装置２は、研削ユニット１０を一対のガイドレール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。 The grinding apparatus 2 includes a grinding unit moving mechanism 32 including a ball screw 28 that moves the grinding unit 10 in the vertical direction along a pair of guide rails 8 and a pulse motor 30. When the pulse motor 30 is driven, the ball screw 28 rotates and the moving base 16 is moved in the vertical direction.

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。 A recess 4a is formed on the upper surface of the housing 4, and a chuck table mechanism 34 is disposed in the recess 4a. The chuck table mechanism 34 includes a chuck table 36 and is moved in the Y-axis direction between a wafer attachment / detachment position A and a grinding position B facing the grinding unit 10 by a moving mechanism (not shown). 38 and 40 are bellows. On the front side of the housing 4, an operation panel 42 on which an operator of the grinding device 2 inputs grinding conditions and the like is disposed.

図４に最も良く示されるように、チャックテーブル３６はその中央部にウエーハを吸引保持する吸着チャック（保持面）４４と、環状外周支持部４６と、保持面４４と環状外周支持部４６とを接続する傾斜部４８（図７参照）を有している。環状外周支持部４６には４個の永久磁石５０が配設されている。 As best shown in FIG. 4, the chuck table 36 includes a suction chuck (holding surface) 44 that sucks and holds the wafer at the center thereof, an annular outer peripheral support portion 46, a holding surface 44 and an annular outer peripheral support portion 46. It has the inclination part 48 (refer FIG. 7) to connect. Four permanent magnets 50 are disposed on the annular outer peripheral support portion 46.

５２はウエーハの厚みを検出する厚み検出手段であり、図７に最も良く示されるように、チャックテーブル３６に保持されたウエーハ１１の研削面に接触して研削面の高さを検出する第１のプローブ（第１の検出部）５４と、チャックテーブル３６の保持面４４に対して反対側の裏面３６ａに接触して裏面３６ａの高さを検出する第２のプローブ（第２の検出部）５６を有している。 Reference numeral 52 denotes a thickness detection means for detecting the thickness of the wafer. As best shown in FIG. 7, the first thickness detection means 52 detects the height of the grinding surface in contact with the grinding surface of the wafer 11 held on the chuck table 36. And a second probe (second detection unit) that detects the height of the back surface 36a by contacting the probe (first detection unit) 54 and the back surface 36a opposite to the holding surface 44 of the chuck table 36. 56.

本実施形態では、接触式の厚み検出手段５２を採用しているが、厚み検出手段として非接触のレーザ測長器を用いて、ウエーハの研削面の高さ及びチャックテーブル３６の裏面３６ａの高さを検出するようにしても良い。 In the present embodiment, the contact-type thickness detecting means 52 is employed. However, a non-contact laser length measuring device is used as the thickness detecting means, and the height of the ground surface of the wafer and the height of the back surface 36a of the chuck table 36 are measured. You may make it detect this.

図２を参照すると、所定の厚さに研削加工される前の半導体ウエーハ１１の斜視図が示されている。図２に示す半導体ウエーハ１１は、例えば厚さが７００μｍ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。 Referring to FIG. 2, a perspective view of the semiconductor wafer 11 before being ground to a predetermined thickness is shown. The semiconductor wafer 11 shown in FIG. 2 is made of, for example, a silicon wafer having a thickness of 700 μm, and a plurality of streets 13 are formed in a lattice shape on the surface 11 a and a plurality of streets partitioned by the plurality of streets 13 are formed. A device 15 such as an IC or LSI is formed in the region.

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。 The semiconductor wafer 11 configured as described above includes a device region 17 in which the device 15 is formed, and an outer peripheral surplus region 19 that surrounds the device region 17. A notch 21 is formed on the outer periphery of the semiconductor wafer 11 as a mark indicating the crystal orientation of the silicon wafer.

薄く研削された後のウエーハ１１のハンドリング性を確保するために、図３（Ａ）に示すように、ウエーハ１１はその表面１１ａが粘着テープ５８の粘着面に貼着され、粘着テープ５８の外周部はリングフレーム６０に貼着される。これにより、図３（Ｂ）に示すように、ウエーハ１１はリングフレーム６０に粘着テープ５８を介して支持された状態となる。 In order to ensure the handleability of the wafer 11 after being thinly ground, the surface 11a of the wafer 11 is adhered to the adhesive surface of the adhesive tape 58 as shown in FIG. The part is attached to the ring frame 60. As a result, the wafer 11 is supported by the ring frame 60 via the adhesive tape 58 as shown in FIG.

チャックテーブル３６が図１に示すウエーハ着脱位置Ａに移動された時、図５に示すように、リングフレーム６０に粘着テープ５８を介して支持されたウエーハ１１がチャックテーブル３６上に搭載される。 When the chuck table 36 is moved to the wafer attachment / detachment position A shown in FIG. 1, the wafer 11 supported on the ring frame 60 via the adhesive tape 58 is mounted on the chuck table 36 as shown in FIG.

ウエーハ１１は粘着テープ５８を介して吸着チャック４４により吸引保持され、リングフレーム６０はチャックテーブル３６の環状外周支持部４６に配設された永久磁石５０により吸着保持される。 The wafer 11 is sucked and held by the suction chuck 44 via the adhesive tape 58, and the ring frame 60 is sucked and held by the permanent magnet 50 disposed on the annular outer peripheral support portion 46 of the chuck table 36.

このようにチャックテーブル３６でウエーハ１１を吸引保持してから、チャックテーブル３６は移動機構により図１のＢで示す研削位置に移動される。チャックテーブル３６が研削位置に移動された状態が、図６及び図７に示されている。 Thus, after the wafer 11 is sucked and held by the chuck table 36, the chuck table 36 is moved to the grinding position indicated by B in FIG. The state where the chuck table 36 is moved to the grinding position is shown in FIGS.

チャックテーブル３６の保持面（吸着チャック）４４と環状外周支持部４６との間に傾斜部４８を形成しているのは、図７を参照すると明らかなように、ウエーハ１１の研削時に研削砥石２４がリングフレーム６０を研削するのを防止するためである。 The inclined portion 48 is formed between the holding surface (suction chuck) 44 of the chuck table 36 and the annular outer peripheral support portion 46, as apparent from FIG. 7, when the wafer 11 is ground. This is to prevent the ring frame 60 from being ground.

研削位置に位置づけられたウエーハ１１に対して、チャックテーブル３６を矢印Ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール２２をチャックテーブル３６と同一方向に、即ち矢印Ｂ方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させると共に、研削ユニット移動機構３２を作動して研削砥石２４をウエーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。 While rotating the chuck table 36 in the direction of arrow A at, for example, 300 rpm with respect to the wafer 11 positioned at the grinding position, the grinding wheel 22 is rotated in the same direction as the chuck table 36, that is, in the direction of arrow B at, for example, 6000 rpm. Then, the grinding unit moving mechanism 32 is operated to bring the grinding wheel 24 into contact with the back surface 11 b of the wafer 11.

そして、研削ホイール２２を所定の研削送り速度（例えば１μｍ／秒）で下方に所定量研削送りして、ウエーハ１１の研削を実施する。厚み測定手段５２でウエーハ１１の厚みを測定しながらウエーハを所望の厚み、例えば１００μｍに仕上げる。 Then, the grinding wheel 22 is ground and fed by a predetermined amount at a predetermined grinding feed speed (for example, 1 μm / second), and the wafer 11 is ground. While measuring the thickness of the wafer 11 by the thickness measuring means 52, the wafer is finished to a desired thickness, for example, 100 μm.

以下、厚み測定手段５２によるウエーハ１１の厚み検出方法について説明する。 Hereinafter, a method for detecting the thickness of the wafer 11 by the thickness measuring means 52 will be described.

（１）まず、ウエーハ１１をチャックテーブル３６に載置する前に、第１の検出部５４を保持面４４に位置づけると共に、第２の検出部５６をチャックテーブル３６の裏面３６ａに位置づけてそれぞれの検出部５４，５６を０にリセットする。 (1) First, before placing the wafer 11 on the chuck table 36, the first detector 54 is positioned on the holding surface 44, and the second detector 56 is positioned on the back surface 36 a of the chuck table 36. The detection units 54 and 56 are reset to zero.

（２）次に、第１の検出部５４を図１に示す退避位置に退避させて、粘着テープ５８を介してリングフレーム６０に支持されたウエーハ１１を図５に示すようにチャックテーブル３６に搭載する。 (2) Next, the first detector 54 is retracted to the retracted position shown in FIG. 1, and the wafer 11 supported by the ring frame 60 via the adhesive tape 58 is placed on the chuck table 36 as shown in FIG. Mount.

（３）次に、図６及び図７に示すように、ウエーハ１１の研削面（裏面）１１ｂに第１の検出部５４を位置づける。この時、第１の検出部５４は研削前のウエーハ１１の高さ（厚み）Ｈを検出し、第２の検出部５６は０を検出する。 (3) Next, as shown in FIGS. 6 and 7, the first detector 54 is positioned on the ground surface (back surface) 11 b of the wafer 11. At this time, the first detector 54 detects the height (thickness) H of the wafer 11 before grinding, and the second detector 56 detects 0.

（４）研削ホイール２２が３００ｒｐｍで回転するチャックテーブル３６に近づき６０００ｒｐｍで回転する研削砥石２４がウエーハ１１に接触すると、第１の検出部５４が機械的歪と研削によって薄くなるウエーハ１１の高さｈを検出しながら研削は遂行される。一方、第２の検出部５６は機械的歪αを検出する。機械的歪αは正の値で表される。 (4) When the grinding wheel 22 that rotates at 6000 rpm approaches the chuck table 36 that rotates at 300 rpm and comes into contact with the wafer 11, the height of the wafer 11 at which the first detection unit 54 becomes thin due to mechanical strain and grinding. Grinding is performed while detecting h. On the other hand, the second detection unit 56 detects the mechanical strain α. The mechanical strain α is represented by a positive value.

（５）ウエーハ１１を所望の厚みＨ１に仕上げるために、第１の検出部５４が検出するウエーハの高さｈが、ｈ＝Ｈ１−αになるまでウエーハ１１を研削する。 (5) In order to finish the wafer 11 to a desired thickness H1, the wafer 11 is ground until the height h of the wafer detected by the first detector 54 becomes h = H1-α.

ウエーハ１１の裏面研削が終了すると、チャックテーブル移動機構を作動してチャックテーブル３６を図１に示すウエーハ着脱位置Ａに位置付け、チャックテーブル３６の吸引を解除して、粘着テープ５８を介してリングフレーム６０に支持されたウエーハ１１をチャックテーブル３６上から取り外す。 When the back surface grinding of the wafer 11 is finished, the chuck table moving mechanism is operated to position the chuck table 36 at the wafer attaching / detaching position A shown in FIG. The wafer 11 supported by 60 is removed from the chuck table 36.

上述した本発明の研削装置２には、チャックテーブル３６に保持されたウエーハ１１の研削面の高さを検出する第１の検出部５４と、チャックテーブル３６の保持面４４に対して反対側の裏面３６ａの高さを検出する第２の検出部５６を有するウエーハの厚み検出手段５２が配設されているので、研削時のチャックテーブル３６の機械的歪をチャックテーブル３６の裏側で検出して機械的歪を相殺することにより、ウエーハ１１の厚みを正確に検出してウエーハ１１を所望の厚みに仕上げることができる。 In the grinding apparatus 2 of the present invention described above, the first detection unit 54 that detects the height of the grinding surface of the wafer 11 held on the chuck table 36 and the holding surface 44 on the opposite side of the holding surface 44 of the chuck table 36 are provided. Since the wafer thickness detection means 52 having the second detection unit 56 for detecting the height of the back surface 36a is provided, the mechanical distortion of the chuck table 36 during grinding is detected on the back side of the chuck table 36. By canceling the mechanical strain, the thickness of the wafer 11 can be accurately detected and the wafer 11 can be finished to a desired thickness.

２研削装置
１０研削ユニット
１１ウエーハ
２２研削ホイール
２４研削砥石
３６チャックテーブル
４４保持面（吸着チャック）
５０永久磁石
５２厚み検出手段
５４第１の検出部
５６第２の検出部
５８粘着テープ
６０リングフレーム 2 Grinding device 10 Grinding unit 11 Wafer 22 Grinding wheel 24 Grinding wheel 36 Chuck table 44 Holding surface (Suction chuck)
50 Permanent Magnet 52 Thickness Detection Unit 54 First Detection Unit 56 Second Detection Unit 58 Adhesive Tape 60 Ring Frame

Claims

A grinding apparatus comprising a chuck table having a holding surface for holding a wafer, and a grinding means having a grinding wheel for grinding a wafer held by the chuck table,
A first detector for detecting the height of the grinding surface of the wafer held by the chuck table; and a second detector for detecting the height of the back surface opposite to the holding surface of the chuck table; A grinding apparatus comprising a wafer thickness detecting means including

2. The grinding apparatus according to claim 1, wherein the wafer is supported on the ring frame via an adhesive tape, and the wafer is held on the chuck table in a state of being supported on the ring frame.