JP2023064909A - Wafer grinding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウェーハの研削方法に関する。 The present invention relates to a wafer grinding method.
特許文献1に開示のように、チャックテーブルに保持されたウェーハを研削砥石で研削する研削装置では、環状の研削砥石をチャックテーブルの回転中心を通るように位置づけ、チャックテーブルと研削砥石とを各々回転させ、ウェーハの半径部分に研削砥石の下面を接触させて研削している。
As disclosed in
上述のような研削装置では、ウェーハの半径部分にかかる研削荷重によって、チャックテーブルの傾きが変化し、研削したウェーハの厚みが均一にならないことがある。 In the grinding apparatus as described above, the grinding load applied to the radial portion of the wafer may change the tilt of the chuck table, and the thickness of the ground wafer may not be uniform.
また、特許文献2に開示のように、大径のウェーハを研削砥石で研削する場合、研削砥石の接触面積が大きくなることで、研削砥石の負荷が大きくなり、チャックテーブルの傾きが大きく変化する。そのため、研削送り速度を遅くする必要が生じるので、研削時間が長くなる。 In addition, as disclosed in Patent Document 2, when a large-diameter wafer is ground with a grinding wheel, the contact area of the grinding wheel increases, which increases the load on the grinding wheel and greatly changes the inclination of the chuck table. . Therefore, it becomes necessary to slow down the grinding feed rate, resulting in a longer grinding time.
したがって、本発明の目的は、研削時間を短くすること、および、研削荷重を小さくしてウェーハを均一な厚みに研削することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to shorten the grinding time and reduce the grinding load to grind a wafer to a uniform thickness.
本発明の研削方法(本研削方法)は、保持面によってウェーハを保持しているチャックテーブルを回転させるとともに、スピンドルに装着された環状の研削砥石を回転させてウェーハを研削するウェーハの研削方法であって、該保持面が保持しているウェーハの半径部分の中心と外周との間から外周までの部分に該研削砥石を接近させることによって、該ウェーハの中央に、研削されない円形の中央エリアを形成するとともに、該ウェーハにおける該中央エリアの外側の環状の外側エリアを研削する外研削工程と、該外研削工程の後、該保持面の中心の上方に該研削砥石を位置づけ、該研削砥石を該保持面に垂直な方向に沿って該保持面に接近させることによって、該中央エリアを研削して該外側エリアと面一にする中央研削工程と、を含む。
本研削方法では、該外研削工程で該ウェーハの該外側エリアに接触する該研削砥石の下面の面積と、該中央研削工程で該ウェーハの該中央エリアに接触する該研削砥石の下面の面積とを、互いに等しくしてもよい。
本研削方法では、該スピンドルを回転させるモータの負荷電流値を測定する回転負荷測定部を用いて、該外研削工程で該ウェーハの該外側エリアを研削する際の負荷電流値と、該中央研削工程で該ウェーハの該中央エリアを研削する際の負荷電流値とを、互いに等しくしてもよい。
本研削方法では、該保持面が保持したウェーハにかかる荷重を測定する荷重測定器を用いて、該外研削工程で該ウェーハの該外側エリアを研削する際の荷重値と、該中央研削工程で該ウェーハの該中央エリアを研削する際の荷重値とを、互いに等しくしてもよい。
本研削方法は、仕上げ厚みと、該仕上げ厚みよりも厚い面合わせ厚みとを設定する厚み設定工程を備えてもよく、該外研削工程では、該ウェーハの該外側エリアを該面合わせ厚みまで研削してもよく、該中央研削工程では、該ウェーハの該中央エリアが該外側エリアと面一になった後、該中央エリアおよび該外側エリアを該仕上げ厚みまで研削してもよい。
The grinding method (main grinding method) of the present invention is a wafer grinding method in which a wafer is ground by rotating a chuck table holding a wafer by a holding surface and rotating an annular grinding wheel mounted on a spindle. A circular central area that is not ground is formed in the center of the wafer by bringing the grinding wheel close to the portion from between the center and the outer periphery of the radial portion of the wafer held by the holding surface to the outer periphery. an outer grinding step of forming and grinding an annular outer area of the wafer outside of the central area; after the outer grinding step, positioning the grinding wheel above the center of the holding surface; a central grinding step of grinding the central area flush with the outer areas by approaching the retaining surface along a direction perpendicular to the retaining surface.
In this grinding method, the area of the lower surface of the grinding wheel that contacts the outer area of the wafer in the outer grinding step and the area of the lower surface of the grinding wheel that contacts the central area of the wafer in the central grinding step. may be equal to each other.
In this grinding method, a rotational load measuring unit that measures a load current value of a motor that rotates the spindle is used to measure the load current value when grinding the outer area of the wafer in the outer grinding step, and the center grinding. A load current value during grinding of the central area of the wafer in the process may be equal to each other.
In this grinding method, using a load measuring device that measures the load applied to the wafer held by the holding surface, the load value when grinding the outer area of the wafer in the outer grinding step and the load value in the central grinding step The load values for grinding the central area of the wafer may be equal to each other.
The grinding method may include a thickness setting step of setting a finish thickness and a face-to-face thickness thicker than the finish thickness, and in the outer grinding step, the outer area of the wafer is ground to the face-to-face thickness. The center grinding step may grind the center area and the outer area to the finish thickness after the center area of the wafer is flush with the outer area.
本研削方法では、外研削工程においてウェーハの外側エリアのみを研削した後、中央研削工程において、外側エリアと面一となるまで、中央エリアを研削している。すなわち、本研削方法では、ウェーハを中央エリアと外側エリアとに分けて、エリアごとに研削を実施している。 In this grinding method, after only the outer area of the wafer is ground in the outer grinding step, the central area is ground until it becomes flush with the outer area in the central grinding step. That is, in this grinding method, the wafer is divided into a central area and an outer area, and grinding is performed for each area.
したがって、ウェーハと研削砥石の下面との接触面積が小さくなるので、ウェーハにかかる研削荷重を小さくすることができる。このため、外研削工程および中央研削工程における研削速度を高速化することができる。したがって、本研削方法では、外研削工程および中央研削工程における合計の研削時間を短縮することが可能となっている。 Therefore, since the contact area between the wafer and the lower surface of the grinding wheel is reduced, the grinding load applied to the wafer can be reduced. Therefore, the grinding speed in the outer grinding process and the central grinding process can be increased. Therefore, in this grinding method, it is possible to shorten the total grinding time in the outer grinding process and the central grinding process.
また、ウェーハにかかる研削荷重を小さくすることができるので、研削中にチャックテーブルが傾くことを抑制することができる。したがって、ウェーハを、均一な厚みを有するように研削することが可能となる。 In addition, since the grinding load applied to the wafer can be reduced, tilting of the chuck table during grinding can be suppressed. Therefore, it becomes possible to grind the wafer so as to have a uniform thickness.
図1に示すように、本実施形態にかかる研削装置1は、ウェーハ5を研削するための装置であり、直方体状の基台10、上方に延びるコラム11、および、研削装置1の各部材を制御する制御部3を備えている。
As shown in FIG. 1, a
ウェーハ5は、たとえば、円形の半導体ウェーハである。ウェーハ5の上面6は、研削加工が施される被加工面となる。
Wafer 5 is, for example, a circular semiconductor wafer. An
基台10の上面側には、開口部13が設けられている。そして、開口部13内には、ウェーハ保持機構30が配置されている。ウェーハ保持機構30は、ウェーハ5を保持する保持面22を備えたチャックテーブル20、および、チャックテーブル20を支持して回転するテーブル回転機構28を含んでいる。
An
チャックテーブル20は、ポーラス部材21と、ポーラス部材21の上面が露出するようにポーラス部材21を収容する枠体23と、を備えている。ポーラス部材21の上面は、ウェーハ5を吸引保持する保持面22である。保持面22は、中心を頂点とする円錐状の面として形成されている(図3参照)。保持面22は、吸引源(図示せず)に連通されることにより、ウェーハ5を吸引保持する。すなわち、チャックテーブル20は、保持面22によってウェーハ5を保持する。また、図1に示すように、枠体23の上面である枠体面24は、保持面22と面一となるように形成されている。
The chuck table 20 includes a
テーブル回転機構28は、下方からチャックテーブル20を支持している。テーブル回転機構28は、保持面22の中心を軸に、チャックテーブル20を回転させるように構成されている。
また、ウェーハ保持機構30は、たとえばチャックテーブル20の下方におけるテーブル回転機構28の内部に、荷重測定器29を有している。荷重測定器29は、チャックテーブル20の保持面22が保持したウェーハ5にかかる荷重を測定するものである。
A
The
チャックテーブル20の周囲には、チャックテーブル20とともにY軸方向に沿って移動されるカバー板39が設けられている。また、カバー板39には、Y軸方向に伸縮する蛇腹カバー12が連結されている。そして、ウェーハ保持機構30の下方には、Y軸方向移動機構90が配設されている。
A
Y軸方向移動機構90は、チャックテーブル20と研削機構70とを、相対的に、保持面22に平行なY軸方向に移動させる。本実施形態では、Y軸方向移動機構90は、研削機構70に対して、チャックテーブル20をY軸方向に移動させるように構成されている。
The Y-axis
Y軸方向移動機構90は、Y軸方向に平行な一対のY軸ガイドレール92、このY軸ガイドレール92上をスライドするY軸移動テーブル95、Y軸ガイドレール92と平行なY軸ボールネジ93、Y軸ボールネジ93に接続されているY軸モータ94、Y軸ボールネジ93の回転角度を検知するためのY軸エンコーダ96、および、これらを保持する保持台91を備えている。
The Y-axis
Y軸移動テーブル95は、Y軸ガイドレール92にスライド可能に設置されている。Y軸移動テーブル95には、図示しないナット部が固定されている。このナット部には、Y軸ボールネジ93が螺合されている。Y軸モータ94は、図1に示すように、Y軸ボールネジ93の一端部に連結されている。
The Y-axis moving table 95 is slidably installed on the Y-
Y軸方向移動機構90では、Y軸モータ94がY軸ボールネジ93を回転させることにより、Y軸移動テーブル95が、Y軸ガイドレール92に沿って、Y軸方向に移動する。Y軸移動テーブル95には、ウェーハ保持機構30のテーブル回転機構28が載置されている。したがって、Y軸移動テーブル95のY軸方向への移動に伴って、テーブル回転機構28およびチャックテーブル20を含むウェーハ保持機構30が、Y軸方向に移動する。
In the Y-axis
本実施形態では、ウェーハ保持機構30は、保持面22にウェーハ5を保持させるための-Y方向側のワーク載置位置と、ウェーハ5が研削される+Y方向側の研削位置との間を、Y軸方向移動機構90によって、Y軸方向に沿って移動される。
In the present embodiment, the
Y軸エンコーダ96は、Y軸モータ94がY軸ボールネジ93を回転させることで回転され、Y軸ボールネジ93の回転角度を認識することができる。そして、Y軸エンコーダ96は、認識結果に基づいて、Y軸方向に移動されるウェーハ保持機構30のチャックテーブル20のY軸方向における位置を検知することができる。
The Y-
また、図1に示すように、基台10上の後方(+Y方向側)には、コラム11が立設されている。コラム11の前面には、ウェーハ5を研削する研削機構70、および、研削送り機構60が設けられている。
Further, as shown in FIG. 1, a
研削送り機構60は、チャックテーブル20と研削機構70の研削砥石77とを、保持面22に垂直なZ軸方向(研削送り方向)に相対的に移動させる。本実施形態では、研削送り機構60は、チャックテーブル20に対して、研削砥石77をZ軸方向に移動させるように構成されている。
The grinding
研削送り機構60は、Z軸方向に平行な一対のZ軸ガイドレール61、このZ軸ガイドレール61上をスライドするZ軸移動テーブル63、Z軸ガイドレール61と平行なZ軸ボールネジ62、Z軸モータ64、Z軸ボールネジ62の回転角度を検知するためのZ軸エンコーダ65、および、Z軸移動テーブル63に取り付けられたホルダ66を備えている。ホルダ66は、研削機構70を支持している。
The grinding
Z軸移動テーブル63は、Z軸ガイドレール61にスライド可能に設置されている。Z軸移動テーブル63には、図示しないナット部が固定されている。このナット部には、Z軸ボールネジ62が螺合されている。Z軸モータ64は、Z軸ボールネジ62の一端部に連結されている。
The Z-axis moving table 63 is slidably installed on the Z-
研削送り機構60では、Z軸モータ64がZ軸ボールネジ62を回転させることにより、Z軸移動テーブル63が、Z軸ガイドレール61に沿って、Z軸方向に移動する。これにより、Z軸移動テーブル63に取り付けられたホルダ66、および、ホルダ66に支持された研削機構70も、Z軸移動テーブル63とともにZ軸方向に移動する。
In the
Z軸エンコーダ65は、Z軸モータ64がZ軸ボールネジ62を回転させることで回転され、Z軸ボールネジ62の回転角度を認識することができる。そして、Z軸エンコーダ65は、認識結果に基づいて、Z軸方向に移動される研削機構70の研削砥石77の高さ位置を検知することができる。
The Z-
研削機構70は、ホルダ66に固定されたスピンドルハウジング71、スピンドルハウジング71に回転可能に保持されたスピンドル72、スピンドル72を回転駆動するスピンドルモータ73、スピンドル72の下端に取り付けられたホイールマウント74、および、ホイールマウント74に支持された研削ホイール75を備えている。
The grinding
スピンドルハウジング71は、Z軸方向に延びるようにホルダ66に保持されている。スピンドル72は、チャックテーブル20の保持面22と直交するようにZ軸方向に延び、スピンドルハウジング71に回転可能に支持されている。
The
スピンドルモータ73は、スピンドル72の上端側に連結されている。このスピンドルモータ73により、スピンドル72は、Z軸方向に延びる回転軸を中心として回転する。
The
ホイールマウント74は、円板状に形成されており、スピンドル72の下端(先端)に固定されている。ホイールマウント74は、研削ホイール75を支持している。
The
研削ホイール75は、外径がホイールマウント74の外径と略同径を有するように形成されている。研削ホイール75は、金属材料から形成された円環状のホイール基台76を含む。ホイール基台76の下面には、全周にわたって、環状に配列された複数の研削砥石77が固定されている。研削砥石77は、その中心を軸に、スピンドル72とともにスピンドルモータ73によって回転され、チャックテーブル20に保持されたウェーハ5の上面6を研削する。
The grinding
また、研削機構70の上部には、第1研削水源69が接続されており、第1研削水源69からの研削水が、スピンドル72内の図示しない研削水路を介して、研削砥石77およびウェーハ5の上面6に供給される。
A first grinding
さらに、Y軸方向移動機構90のY軸移動テーブル95における+X側かつ+Y側の端部には、研削水ノズル機構33が取り付けられている。
Further, a grinding
研削水ノズル機構33は、研削水ノズル34、および、研削水ノズル34を旋回させる旋回モータ35を有しているとともに、第2研削水源38に接続されている。研削水ノズル34は、研削加工の際、チャックテーブル20の外周側から、保持面22に保持されているウェーハ5の上面6に、第2研削水源38からの研削水を供給する。
なお、この研削水ノズル機構33は、たとえば、第1研削水源69からの研削水が研削砥石77およびウェーハ5の上面6に十分に供給される場合には、備えられていなくてもよい。
The grinding
The grinding
また、基台10における開口部13の側部には、保持面22に保持されているウェーハ5の厚みを測定する厚み測定器56が配設されている。
A
厚み測定器56は、接触式あるいは非接触式のハイトゲージである、ウェーハ高さ測定部57および保持面高さ測定部58を有している。
ウェーハ高さ測定部57は、保持面22に保持されているウェーハ5の高さを測定する。保持面高さ測定部58は、保持面22に面一である枠体23の枠体面24の高さを測定する。そして、厚み測定器56は、測定されたウェーハ5の高さと保持面22の高さとの差分に基づいて、ウェーハ5の厚みを算出する。
The
A wafer
たとえば、保持面高さ測定部58は、レーザー光線をチャックテーブル20の枠体23の枠体面24に照射して、その反射光に基づいて、枠体23の上面の高さ(すなわち、保持面22の高さ)を測定する。一方、ウェーハ高さ測定部57は、レーザー光線をウェーハ5の上面6に照射し、その反射光に基づいて、ウェーハ5の上面の高さを測定する。
For example, the holding surface
なお、保持面高さ測定部58およびウェーハ高さ測定部57は、枠体23およびウェーハ5の上面に音波を照射することによって、保持面22の高さおよびウェーハ5の上面の高さを測定するように構成されていてもよい。
Note that the holding surface
また、厚み測定器56は、ウェーハ高さ測定部57および保持面高さ測定部58に代えて、1つの非接触式の厚み測定部、たとえばレーザー式の厚み測定部を備えてもよい。この厚み測定部は、たとえば、ウェーハ5を透過する波長を有するレーザー光線をウェーハ5に照射し、ウェーハ5の下面からの反射光とウェーハ5の上面6からの反射光とを受光し、各反射光の光路差に基づいてウェーハ5の厚みを測定する。なお、1つの非接触式の厚み測定部は、ウェーハ5の下面からの反射光とウェーハ5の上面からの反射光との干渉光を解析することによりウェーハ5の厚みを測定する分光干渉式ウェーハ厚み計であってもよい。なお、この厚み測定部は、測定光を出射する光源として、SLD(Super Luminescent Diode)を備えてもよい。
Also, the
研削装置1の制御部3は、制御プログラムにしたがって演算処理を行うCPU、および、メモリ等の記憶媒体等を備えている。制御部3は、研削装置1の上述した各部材を制御して、ウェーハ5に対する研削加工を実行する。また、制御部3は、研削機構70におけるスピンドル72を回転させるスピンドルモータ73の回転速度を予め設定した回転速度とするようスピンドルモータ73に供給する電流を制御する。また、制御部3は、研削砥石77がウェーハ5に接触したことにより回転速度を遅くする負荷を受けた際に、予め設定した回転速度を維持させようとスピンドルモータ73に供給する電流の負荷電流値を測定する回転負荷測定部として機能するように構成されている。
The control unit 3 of the
以下に、制御部3によって制御される、研削装置1におけるウェーハ5の研削方法について説明する。この研削方法は、保持面22によってウェーハ5を保持しているチャックテーブル20を回転させるとともに、スピンドル72に装着された環状の研削砥石77を回転させてウェーハ5を研削する方法である。
A method of grinding the
[1.厚み設定工程]
本実施形態では、まず、作業者が、図示しない入力装置を用いて、研削されるウェーハ5の厚みとして、仕上げ厚みと、仕上げ厚みよりも厚い面合わせ厚みとを研削装置1に設定する。
[1. Thickness setting process]
In the present embodiment, first, the operator uses an input device (not shown) to set the thickness of the
[2.保持工程]
次に、作業者が、図1に示すチャックテーブル20の保持面22に、上面6が上向きとなるようにウェーハ5を保持させる。
[2. Holding process]
Next, the operator holds the
[3.外研削工程]
この工程では、制御部3は、保持面22が保持しているウェーハ5の半径部分の中心と外周との間から外周までの部分に研削砥石77を接近させることによって、ウェーハ5の中央に、研削されない円形の中央エリアを形成するとともに、ウェーハ5における中央エリアの外側の環状の外側エリアを研削する。
[3. Outer Grinding Process]
In this step, the control unit 3 causes the grinding
具体的には、制御部3は、Y軸方向移動機構90を用いてチャックテーブル20におけるY軸方向での位置を調整することにより、図2に示すように、チャックテーブル20の保持面22が保持しているウェーハ5の半径部分の中心と外周との間の上方に、研削砥石77を位置づける。なお、研削砥石77の番手は、たとえば8000番手である。
Specifically, the control unit 3 uses the Y-axis
次に、制御部3は、図1に示した研削機構70のスピンドルモータ73を制御して、スピンドル72とともに研削砥石77を回転させる(図2の矢印301参照)。スピンドル72および研削砥石77の回転数は、たとえば3000rpmである。さらに、制御部3は、図1に示したテーブル回転機構28を制御して、保持面22によってウェーハ5を保持しているチャックテーブル20を回転させる(図2の矢印302参照)。チャックテーブル20の回転数は、たとえば300rpmである。
Next, the control unit 3 controls the
なお、チャックテーブル20は、図3に示すように、円錐状の保持面22における研削砥石77の下方に位置する部分が研削砥石77の下面と平行となるように、チャックテーブル20の傾斜角度θが調整された状態で、矢印302に示すように回転される。チャックテーブル20の傾斜角度θは、本実施形態では、図3に示すように、チャックテーブル20の回転軸221とZ軸方向とのなす角度である。
As shown in FIG. 3, the chuck table 20 is arranged at an inclination angle θ of the chuck table 20 so that the portion of the conical holding
次に、制御部3は、研削送り機構60を用いて、原点高さ位置にある研削機構70を下降させて、研削砥石77を保持面22に垂直な方向に沿って保持面22に接近させることによって、回転する研削砥石77を回転するウェーハ5の上面6に接触させて、上面6を研削する。
Next, using the grinding
図4に、研削砥石77の下面の高さ(砥石高さ)の時間変化を示す。なお、図4では、本実施形態にかかる研削方法における研削砥石77の高さの時間変化を実線で示す一方、従来の研削方法における研削砥石の高さの時間変化を破線で示している。
FIG. 4 shows changes over time in the height of the lower surface of the grinding wheel 77 (grinding wheel height). In FIG. 4, the solid line shows the change in height of the
図4に示すように、本実施形態では、制御部3は、まず、研削砥石77の高さが、原点高さh0から所定のエアカット開始高さh1となるまで、研削機構70を、比較的に高速の初期速度V1で、チャックテーブル20に近づくように下降させる(時間範囲T1)。
As shown in FIG. 4, in this embodiment, the control unit 3 first controls the grinding
制御部3は、研削砥石77の下面が所定のエアカット開始高さh1に到達した後、研削送り機構60を用いて、研削機構70の下降速度を、初期速度V1よりも遅いエアカット速度V2に設定する。そして、制御部3は、研削送り機構60によって、エアカット速度V2で、研削機構70をチャックテーブル20に接近させる(時間範囲T2)。
After the lower surface of the
研削砥石77の下面が、ウェーハ5の上面6に接触する高さh2に到達した場合、制御部3は、第1研削速度V3で、研削砥石77によって、ウェーハ5の上面6を研削する(時間範囲T3)。第1研削速度V3は、初期速度V1よりも遅く、たとえばエアカット速度V2と同様の速度であり、たとえば0.9μm/secである。また、制御部3は、研削水ノズル機構33を用いて、研削水ノズル34から、ウェーハ5の上面6に研削水を供給する(図2の矢印303参照)。なお、制御部3は、旋回モータ35を用いて、研削水ノズル34から供給される研削水の方向(着水点)を調整する(図2の矢印304参照)。
When the lower surface of the
この際、上述したように、研削砥石77は、保持面22が保持しているウェーハ5の半径部分の中心と外周との間の上方に位置づけられている。このため、研削砥石77は、ウェーハ5の半径部分の中心と外周との間から外周までの部分に接近し、この部分を研削する。これにより、図2および図3に示すように、ウェーハ5の上面6では、その中央エリア601が研削されず、中央エリア601の外側の環状の外側エリア602が研削される。すなわち、外研削工程では、ウェーハ5の中央に、研削されない円形の中央エリア601を形成するとともに、ウェーハ5における中央エリア601の外側の環状の外側エリア602を研削する。
なお、図2に、研削砥石77におけるウェーハ5の上面6の外側エリア602に接触する部分である第1接触部分771を示している。
At this time, as described above, the grinding
In addition, FIG. 2 shows a
この外研削工程では、制御部3は、外側エリア602を、厚み設定工程において設定された面合わせ厚みまで研削する。すなわち、制御部3は、適宜、厚み測定器56を用いて、研削されているウェーハ5の外側エリア602の厚みを測定する。そして、研削砥石77の下面の高さが高さh3となり(図4参照)、外側エリア602の厚みが面合わせ厚みに到達した場合、制御部3は、研削送り機構60を用いて、比較的に高速の退避速度V4で、研削砥石77を、エアカット開始高さh1に退避させる(時間範囲T4)。これにより、研削砥石77の下面がウェーハ5の上面6から離れる。
In this outer grinding step, the control unit 3 grinds the
[4.中央研削工程]
[4-1.中央エリア研削工程]
次に、制御部3は、Y軸方向移動機構90を用いてチャックテーブル20の位置を調整することにより、図5に示すように、ウェーハ5を保持しているチャックテーブル20の保持面22の中心の上方に、研削砥石77を位置づける。
[4. Central Grinding Process]
[4-1. Central area grinding process]
Next, the control unit 3 adjusts the position of the chuck table 20 using the Y-axis
次に、制御部3は、研削送り機構60を用いて研削機構70を下降させて、研削砥石77を保持面22に垂直な方向に沿って保持面22に接近させることによって、ウェーハ5の上面6の中央エリア601を研削して、中央エリア601と外側エリア602とを面一にする。
Next, the control unit 3 lowers the grinding
具体的には、制御部3は、研削送り機構60を用いて、図4に示すように、エアカット速度V5で、研削機構70をチャックテーブル20に接近させる(時間範囲T5)。このエアカット速度V5は、たとえば、上述したエアカット速度V2と同様の速度である。
研削砥石77の下面が、ウェーハ5の上面6に接触する高さh2に到達した場合、制御部3は、第2研削速度V6で、研削砥石77によって、ウェーハ5の上面6を研削する(時間範囲T6)。第2研削速度V6は、たとえばエアカット速度V2および第1研削速度V3と同様の速度であり、たとえば0.9μm/secである。また、制御部3は、研削水ノズル機構33を用いて、ウェーハ5の上面6に研削水を供給する(図5の矢印303参照)。
Specifically, the controller 3 uses the
When the lower surface of the
この際、上述したように、研削砥石77は、ウェーハ5を保持している保持面22の中心の上方に位置づけられている。このため、図5に示すように、外研削工程において研削されなかったウェーハ5の上面6の中央エリア601が研削される。
なお、図5に、研削砥石77におけるウェーハ5の上面6の中央エリア601に接触する部分である第2接触部分772を示している。
At this time, as described above, the grinding
Note that FIG. 5 shows a
制御部3は、適宜、厚み測定器56を用いて、研削されているウェーハ5の中央エリア601の厚みを測定する。そして、研削砥石77の下面の高さが高さh3となり(図4参照)、中央エリア601の厚みが、外側エリア602の厚みである面合わせ厚みに到達して、中央エリア601と外側エリア602とが面一となるまで、制御部3は、第2研削速度V6での中央エリア601の研削を実施する。
The controller 3 appropriately uses the
[4-2.全面研削工程]
また、制御部3は、中央エリア601と外側エリア602とが面一となった後、中央エリア601および外側エリア602を、これらが仕上げ厚みとなるまで研削する。
具体的には、制御部3は、研削送り機構60を用いて、図4に示すように、研削機構70の下降速度を、第2研削速度V6から第3研削速度V7に遅くして、研削加工を継続する(時間範囲T7;仕上げ研削)。この研削加工では、図6に示すように、ウェーハ5の上面6における中央エリア601および外側エリア602を含む全面が研削される。また、第3研削速度V7は、たとえば、0.3μm/secである。
[4-2. Full surface grinding process]
Further, after the
Specifically, the control unit 3 uses the
そして、制御部3は、研削砥石77の下面の高さが高さh4となり(図4参照)、厚み測定器56によって測定されるウェーハ5の厚みが、厚み設定工程において設定された仕上げ厚みに到達したときに、研削送り機構60による研削機構70の下降を停止させ、いわゆるスパークアウト加工を実施する(時間範囲T8)。このスパークアウト加工により、ウェーハ5の上面6における研削斑が除去される。
Then, the control unit 3 sets the height of the lower surface of the
スパークアウト加工の終了後、制御部3は、エスケープカット加工を実施する(時間範囲T9)。この際、制御部3は、研削送り機構60を用いて、研削機構70を、予め設定されているエスケープカット加工速度V9で、ゆっくりと上昇させることにより、研削砥石77によってウェーハ5をエスケープカット加工する。
After finishing the spark-out machining, the control unit 3 executes the escape cut machining (time range T9). At this time, the control unit 3 uses the
エスケープカット加工は、たとえば、研削砥石77の下面がウェーハ5の上面6から離れるまで実施される。エスケープカット加工の終了後、制御部3は、研削送り機構60を用いて、研削機構70を、比較的に高速の退避速度V10で、原点高さ位置に退避させる(時間範囲T10)。この退避速度V10は、たとえば、上述した退避速度V4と同様の速度である。
Escape cut processing is performed, for example, until the lower surface of the
以上のように、本実施形態では、外研削工程においてウェーハ5の外側エリア602のみを研削した後、中央研削工程の中央エリア研削工程において、外側エリア602と面一となるまで、中央エリア601を研削している。すなわち、本実施形態では、ウェーハ5の厚みを面合わせ厚みにする際に、ウェーハ5の上面6を中央エリア601と外側エリア602とに分けて、エリアごとに研削を実施している。
As described above, in the present embodiment, after grinding only the
したがって、ウェーハ5と研削砥石77の下面との接触面積、すなわち、第1接触部分771(図2参照)および第2接触部分772(図5参照)の面積が小さくなるので、ウェーハ5にかかる研削荷重(垂直荷重)を小さくすることができる。このため、外研削工程における研削速度である第1研削速度V3、および、中央エリア研削工程における研削速度である第2研削速度V6を、高速化することができる。たとえば、第1研削速度V3および第2研削速度V6を互いに等しい速度とするとともに、この速度を、上面6の全面を仕上げ研削する際の第3研削速度V7(0.3μm/sec)の3倍(0.9μm/sec)とすることができる。したがって、本実施形態では、外研削工程および中央研削工程における合計の研削時間を、上面6の全面を最初から一度に研削する従来の方法における研削時間に比して、短縮することが可能となっている。
Therefore, since the contact area between the
たとえば、図4に破線によって示すように、従来の研削方法では、研削砥石77の下面が所定のエアカット開始高さh1に到達した後、ウェーハ5の上面6の全面を、第1研削速度V3等よりも遅い第4研削速度V12で研削した後、さらに遅い第4研削速度V13で仕上げ研削している。したがって、図4に示すように、研削の開始から終了までにかかる時間t1が、本実施形態における研削の開始から終了までの時間t0よりも長くなっている。
For example, as shown by the dashed line in FIG. 4, in the conventional grinding method, after the lower surface of the
また、本実施形態では、外研削工程の後(時間範囲T3の後)、スパークアウト加工およびエスケープカット加工を行うことなく研削砥石77をエアカット開始高さh1に退避させて、その後に、中央研削工程を実施している。したがって、研削時間をさらに短縮することが可能となっている。
Further, in the present embodiment, after the outer grinding step (after the time range T3), the grinding
また、本実施形態では、外研削工程および中央エリア研削工程においてウェーハ5にかかる研削荷重を小さくすることができるので、研削中にチャックテーブル20が傾くことを抑制することができる。したがって、ウェーハ5を、均一な厚みを有するように研削することが可能となる。
Further, in this embodiment, since the grinding load applied to the
なお、本実施形態では、制御部3は、外研削工程でウェーハ5の外側エリア602に接触する研削砥石77の下面の面積である第1接触部分771(図2参照)の面積と、中央研削工程の中央エリア研削工程でウェーハ5の中央エリア601に接触する研削砥石77の下面の面積である第2接触部分772(図5参照)の面積とを、互いに等しくしてもよい。
In this embodiment, the control unit 3 controls the area of the first contact portion 771 (see FIG. 2), which is the area of the lower surface of the
これにより、外研削工程および中央エリア研削工程において、ウェーハ5にかかる研削荷重を等しくすること、および、研削砥石77にかかる負荷を等しくすることができる。この場合、第1接触部分771の面積と第2接触部分772の面積とが互いに等しくなるように、外研削工程において、制御部3が、たとえば研削砥石77の外径およびウェーハ5の外径に基づいて、Y軸方向移動機構90を制御して、研削砥石77に対するチャックテーブル20のY軸方向における位置を設定する。
なお、第1接触部分771の面積と第2接触部分772の面積は、研削砥石77に対するチャックテーブル20のY軸方向における位置と研削砥石77の径方向の幅から予め算出している。
This makes it possible to equalize the grinding load applied to the
The area of the
また、制御部3は、研削機構70におけるスピンドル72を回転させるスピンドルモータ73の負荷電流値を用いて、研削を制御してもよい。たとえば、制御部3は、外研削工程で外側エリア602を研削する際のスピンドルモータ73の負荷電流値と、中央研削工程の中央エリア研削工程で中央エリア601を研削する際のスピンドルモータ73の負荷電流値とを測定し、これらを互いに等しくしてもよい。
Further, the control unit 3 may control grinding using the load current value of the
この場合にも、外研削工程および中央エリア研削工程において、ウェーハ5にかかる研削荷重を等しくすること、および、研削砥石77にかかる負荷を等しくすることができる。この場合、制御部3は、外研削工程と中央エリア研削工程とにおけるスピンドルモータ73の負荷電流値が互いに等しくなるように、たとえば、第1接触部分771と第2接触部分772との面積を調整する。
すなわち、制御部3は、外研削工程において外側エリア602を研削する際に、スピンドルモータ73の負荷電流値(外負荷電流値)を測定する。さらに、制御部3は、中央研削工程における中央エリア研削工程において中央エリア601を研削する際に、スピンドルモータ73の負荷電流値(中央負荷電流値)を測定する。そして、制御部3は、外負荷電流値と中央負荷電流値とが互いに等しくなるように、たとえば、第1接触部分771と第2接触部分772との面積を調整する。
In this case also, the grinding load applied to the
That is, the control unit 3 measures the load current value (external load current value) of the
また、制御部3は、第1接触部分771と第2接触部分772との面積を調整することに代えてあるいは加えて、図1に示したテーブル回転機構28を制御して、ウェーハ5を保持しているチャックテーブル20の回転速度を調整することにより、外研削工程と中央エリア研削工程とにおけるスピンドルモータ73の負荷電流値を等しくするように構成されていてもよい。
また、制御部3は、チャックテーブル20の回転速度を調整することに代えてあるいは加えて、スピンドルモータ73の回転速度を調整することにより、外研削工程と中央エリア研削工程とにおけるスピンドルモータ73の負荷電流値を等しくするように構成されていてもよい。
In addition to or instead of adjusting the areas of the
Further, instead of or in addition to adjusting the rotation speed of the chuck table 20, the control unit 3 adjusts the rotation speed of the
また、制御部3は、ウェーハ保持機構30に備えられている荷重測定器29を用いて、外研削工程でウェーハ5の上面6の外側エリア602を研削する際の荷重値と、中央研削工程でウェーハ5の上面6の中央エリア601を研削する際の荷重値とを、互いに等しくしてもよい。
Further, the control unit 3 uses the
すなわち、制御部3は、外研削工程において外側エリア602を研削する際に、荷重測定器29を用いて、ウェーハ5にかかる荷重(外研削荷重)を測定する。さらに、制御部3は、中央研削工程における中央エリア研削工程において中央エリア601を研削する際に、荷重測定器29を用いて、ウェーハ5にかかる荷重(中央研削荷重)を測定する。そして、制御部3は、外研削荷重と中央研削荷重とが互いに等しくなるように、たとえば、第1接触部分771と第2接触部分772との面積を調整する、および/または、テーブル回転機構28を制御してウェーハ5を保持しているチャックテーブル20の回転速度を調整する。これにより、外研削工程および中央エリア研削工程において、ウェーハ5にかかる研削荷重を等しくすること、および、研削砥石77にかかる負荷を等しくすることができる。
That is, the control unit 3 uses the
なお、制御部3は、中央エリア研削工程において、厚み測定器56を用いて、中央エリア601と外側エリア602とが面一となったことを検知している。これに関し、制御部3は、スピンドルモータ73の負荷電流値を用いて、中央エリア601と外側エリア602とが面一となったことを検知してもよい。
すなわち、中央エリア601と外側エリア602とが面一となると、研削砥石77の下面がウェーハ5の上面6の全面に接触するため、研削砥石77の下面とウェーハ5の上面6との摩擦抵抗が大きくなり、スピンドルモータ73の負荷電流値が大きくなる。制御部3は、この負荷電流値の変化に基づいて、中央エリア601と外側エリア602とが面一となったことを検知してもよい。
Note that the control unit 3 uses the
That is, when the
あるいは、制御部3は、ウェーハ保持機構30に備えられている荷重測定器29の測定値に基づいて、中央エリア601と外側エリア602とが面一となったことを検知してもよい。
すなわち、中央エリア601と外側エリア602とが面一となると、研削砥石77の下面がウェーハ5の上面6の全面に接触するため、ウェーハ5が研削砥石77から受ける研削荷重値が大きくなる。制御部3は、この研削荷重値の変化を荷重測定器29を用いて検出することによって、中央エリア601と外側エリア602とが面一となったことを検知してもよい。
Alternatively, the control unit 3 may detect that the
That is, when the
また、本実施形態では、外研削工程において、ウェーハ5の半径部分の中心と外周との間から外周までの部分に研削砥石77を接近させて外側エリア602を研削するために、Y軸方向移動機構90を用いてチャックテーブル20におけるY軸方向での位置を調整することにより、ウェーハ5の半径部分の中心と外周との間の上方に、研削砥石77を位置づけている。
これに関し、チャックテーブル20と研削砥石77とのY軸方向における相対的な位置関係を調整することに代えて、チャックテーブル20の傾斜角度を変更することにより、研削砥石77によって外側エリア602を研削してもよい。
Further, in this embodiment, in the outer grinding step, the Y-axis direction movement is performed in order to grind the
In this regard, instead of adjusting the relative positional relationship between the chuck table 20 and the
この場合、図7に示すように、制御部3は、外研削工程において、ウェーハ5を保持しているチャックテーブル20の保持面22の中心の上方に、研削砥石77を位置づける。
また、制御部3は、図8に示すように、チャックテーブル20の傾斜角度θを、ウェーハ5の半径部分の中心と外周との間から外周までの部分、すなわち、ウェーハ5の外側エリア602のみに研削砥石77の下面が接触するように、調整する。この場合のチャックテーブル20の傾斜角度θは、図3および図6に示した傾斜角度θよりも大きくなる。
In this case, as shown in FIG. 7, the controller 3 positions the grinding
Further, as shown in FIG. 8, the control unit 3 sets the tilt angle θ of the chuck table 20 to only the portion between the center and the outer periphery of the radial portion of the
次に、制御部3は、研削送り機構60を用いて、原点高さ位置にある研削機構70を下降させて、研削砥石77を保持面22に垂直な方向に沿って保持面22に接近させることによって、ウェーハ5に、研削されない円形の中央エリア601を形成するとともに、ウェーハ5における中央エリア601の外側の環状の外側エリア602を研削する。
なお、図7に、研削砥石77におけるウェーハ5の上面6の外側エリア602に接触する部分である第1接触部分771を示している。
Next, using the grinding
Note that FIG. 7 shows a
制御部3は、たとえば、外側エリア602の一部(ウェーハ5の外周)が面合わせ厚みとなるまで外側エリア602を研削した後、研削送り機構60によって研削機構70を上昇させて、研削砥石77の下面をウェーハ5の上面6から離す。または、研削機構70を一時停止させて、その後、制御部3は、図6に示すように、チャックテーブル20の傾斜角度θを、円錐状の保持面22における研削砥石77の下方に位置する部分が研削砥石77の下面と平行となるように調整する(小さくする)。そして、制御部3は、上述した中央研削工程を実施し、中央エリア研削工程において中央エリア601を面合わせ厚みまで研削するとともに、全面研削工程において、中央エリア601および外側エリア602を、これらが仕上げ厚みとなるまで研削する。
For example, the controller 3 grinds the
この方法でも、外研削工程および中央エリア研削工程において、ウェーハ5と研削砥石77の下面との接触面積が小さくなるので、ウェーハ5にかかる研削荷重を小さくすることができるため、研削速度を高速化することができる。したがって、外研削工程および中央研削工程における合計の研削時間を短縮することが可能となっている。
また、この方法では、外研削工程から中央研削工程に移行する際に、Y軸方向移動機構90によって研削機構70に対するチャックテーブル20のY軸方向における位置を変更する必要がない。したがって、研削時間をより短縮することができる。
This method also reduces the contact area between the
Moreover, in this method, it is not necessary to change the position of the chuck table 20 in the Y-axis direction with respect to the grinding
1:研削装置、3:制御部、5:ウェーハ、6:上面、10:基台、
11:コラム、12:蛇腹カバー、13:開口部、20:チャックテーブル、
21:ポーラス部材、22:保持面、23:枠体、24:枠体面、
28:テーブル回転機構、29:荷重測定器、30:ウェーハ保持機構、
33:研削水ノズル機構、34:研削水ノズル、35:旋回モータ、
38:第2研削水源、39:カバー板、
56:厚み測定器、57:ウェーハ高さ測定部、58:保持面高さ測定部、
60:研削送り機構、61:Z軸ガイドレール、62:Z軸ボールネジ、
63:Z軸移動テーブル、64:Z軸モータ、65:Z軸エンコーダ、
66:ホルダ、69:第1研削水源、
70:研削機構、71:スピンドルハウジング、72:スピンドル、
73:スピンドルモータ、74:ホイールマウント、75:研削ホイール、
76:ホイール基台、77:研削砥石、
90:Y軸方向移動機構、91:保持台、92:Y軸ガイドレール、
93:Y軸ボールネジ、94:Y軸モータ、95:Y軸移動テーブル、
96:Y軸エンコーダ、
601:中央エリア、602:外側エリア、
771:第1接触部分、772:第2接触部分
1: grinding device, 3: control unit, 5: wafer, 6: upper surface, 10: base,
11: column, 12: bellows cover, 13: opening, 20: chuck table,
21: porous member, 22: holding surface, 23: frame, 24: frame surface,
28: table rotation mechanism, 29: load measuring device, 30: wafer holding mechanism,
33: grinding water nozzle mechanism, 34: grinding water nozzle, 35: turning motor,
38: second grinding water source, 39: cover plate,
56: Thickness measuring instrument, 57: Wafer height measuring unit, 58: Holding surface height measuring unit,
60: Grinding feed mechanism, 61: Z-axis guide rail, 62: Z-axis ball screw,
63: Z-axis moving table, 64: Z-axis motor, 65: Z-axis encoder,
66: holder, 69: first grinding water source,
70: grinding mechanism, 71: spindle housing, 72: spindle,
73: spindle motor, 74: wheel mount, 75: grinding wheel,
76: Wheel base, 77: Grinding wheel,
90: Y-axis direction movement mechanism, 91: holding table, 92: Y-axis guide rail,
93: Y-axis ball screw, 94: Y-axis motor, 95: Y-axis movement table,
96: Y-axis encoder,
601: central area, 602: outer area,
771: first contact portion, 772: second contact portion
Claims (5)
該保持面が保持しているウェーハの半径部分の中心と外周との間から外周までの部分に該研削砥石を接近させることによって、該ウェーハの中央に、研削されない円形の中央エリアを形成するとともに、該ウェーハにおける該中央エリアの外側の環状の外側エリアを研削する外研削工程と、
該外研削工程の後、該保持面の中心の上方に該研削砥石を位置づけ、該研削砥石を該保持面に垂直な方向に沿って該保持面に接近させることによって、該中央エリアを研削して該外側エリアと面一にする中央研削工程と、を含む、
ウェーハの研削方法。 A wafer grinding method for grinding a wafer by rotating a chuck table holding a wafer by a holding surface and rotating an annular grinding wheel attached to a spindle, comprising:
A circular central area that is not ground is formed in the center of the wafer by bringing the grinding wheel close to the portion from between the center and the outer periphery of the radial portion of the wafer held by the holding surface to the outer periphery. an outer grinding step of grinding an annular outer area of the wafer outside of the central area;
After the outer grinding step, the central area is ground by positioning the grinding wheel over the center of the retaining surface and bringing the grinding wheel closer to the retaining surface along a direction perpendicular to the retaining surface. a central grinding step flush with said outer area;
Wafer grinding method.
請求項1記載のウェーハの研削方法。 The area of the lower surface of the grinding wheel that contacts the outer area of the wafer in the outer grinding step and the area of the lower surface of the grinding wheel that contacts the central area of the wafer in the central grinding step are made equal to each other. ,
The wafer grinding method according to claim 1 .
請求項1記載のウェーハの研削方法。 Using a rotating load measuring unit that measures the load current value of the motor that rotates the spindle, the load current value when grinding the outer area of the wafer in the outer grinding process and the load current value of the wafer in the central grinding process making the load current values when grinding the central area equal to each other;
The wafer grinding method according to claim 1 .
請求項1記載のウェーハの研削方法。 Using a load measuring device for measuring the load applied to the wafer held by the holding surface, the load value when grinding the outer area of the wafer in the outer grinding step and the center of the wafer in the center grinding step equating the load value when grinding the area to each other,
The wafer grinding method according to claim 1 .
該外研削工程では、該ウェーハの該外側エリアを該面合わせ厚みまで研削し、
該中央研削工程では、該ウェーハの該中央エリアが該外側エリアと面一になった後、該中央エリアおよび該外側エリアを該仕上げ厚みまで研削する、
請求項1記載のウェーハの研削方法。 A thickness setting step of setting a finish thickness and a face-to-face thickness that is thicker than the finish thickness,
In the outer grinding step, the outer area of the wafer is ground to the mating thickness,
The center grinding step grinds the center area and the outer area to the finish thickness after the center area of the wafer is flush with the outer area.
The wafer grinding method according to claim 1 .
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