JP2023171985A - ウェーハの研削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェーハのノッチを残してエッジトリミングを行い、ウェーハの加工時間を短縮できるウェーハの研削方法を提供する。【解決手段】外周部に円環凹部（Ｗｃ）を形成したウェーハ（Ｗ）の一方の面側を保持面（１５）で吸引保持するチャックテーブル（１０）と、ウェーハ（Ｗ）の他方の面を砥石（４０）で研削して厚みを薄くするウェーハの研削方法であって、該円環凹部（Ｗｃ）を吸引可能な外周吸引領域（１６）を有する該保持面（１５）でウェーハ（Ｗ）の一方の面を吸引保持する保持工程と、該円環凹部（Ｗｃ）を残すように研削水を供給しながら砥石（４０）で研削する研削工程と、を備え、該研削工程は、該円環凹部（Ｗｃ）が形成されている部分を該外周吸引領域（１６）に該研削水を介して引き下げながら研削する。【選択図】図３

Description

本発明は、ウェーハの研削方法に関する。

ウェーハの研削方法は、チャックテーブルに保持されたウェーハを砥石で研削する。ウェーハを薄化させる研削工程において、ウェーハの外縁にシャープエッジが形成されると、ウェーハの割れや欠けが発生しやすくなる問題がある。

特許文献１では、シャープエッジが形成されるウェーハの外周部を、あらかじめ薄化ウェーハの仕上げ厚みよりわずかに深いトリミング深さでトリミング（エッジトリミング）することで、シャープエッジの形成を防ぐ技術が記載されている。

また、ウェーハの形態によっては、デバイスの分割に利用する際の目印として、結晶方位を示すノッチをウェーハの外周部に形成するものがある。ノッチを形成したウェーハについても外周部のエッジトリミングを行う。この場合、ウェーハの外側面は、エッジトリミングした側面となり、結晶方位を示すノッチが欠失しまうため、特許文献２および特許文献３のように、ノッチの拡張を行っている。

特開２０２１－０２４０３６号公報 特開２０１３－２１１４０９号公報 特開２０１４－２２９６５０号公報

エッジトリミング後、ノッチ拡張工程には時間を要する。したがって、ウェーハの加工時間を短縮するためには、ノッチの形状を維持しながらエッジトリミングする研削方法が必要である。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ノッチを残してエッジトリミングを行い、ウェーハの加工時間を短縮することを目的とする。

本発明の一態様のウェーハの研削方法は、一方の面側から所定の深さで外周部に円環凹部を形成したウェーハの一方の面側を保持面で吸引保持するチャックテーブルと、研削水を供給しつつ該保持面に保持されたウェーハの他方の面を砥石で研削して厚みを薄くするウェーハの研削方法であって、ウェーハの一方の面より大きい面積で該円環凹部を吸引可能な外周吸引領域を有する該保持面でウェーハの一方の面を吸引保持する保持工程と、
該円環凹部を残すように該他方の面に研削水を供給しながら砥石で該他方の面を研削する研削工程と、を備え、該研削工程は、該円環凹部が形成されている部分を該外周吸引領域に該研削水を介して引き下げながら研削する。

さらに、該保持面は、ウェーハの円環凹部の内側の一方の面を吸引保持する中央保持面と、該円環凹部を吸引する外周保持面と、を備え、該研削工程は、他方の面を研削して厚みが薄くなった該円環凹部が形成されている部分を、吸引源に連通した該外周保持面に作用する吸引力で該外周保持面に引き下げる、ことが好ましい。

本発明のウェーハの研削方法によれば、ノッチを残してエッジトリミングを行い、ウェーハの加工時間を短縮することができる。

本実施の形態に係る研削方法に用いる研削前ウェーハを示す平面図および断面図である。 本実施の形態に係る研削方法に用いる研削装置を示す斜視図である。 第１の実施の形態に係る研削方法の研削前の断面図である。 第１の実施の形態に係る研削方法の研削後の断面図である。 第２の実施の形態に係る研削方法の研削前の断面図である。 第２の実施の形態に係る研削方法の研削後の断面図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係るウェーハの研削方法について説明する。図１は、本実施の形態に係る研削方法に用いる研削前ウェーハを示す平面図および断面図である。図２は、本実施の形態に係る研削方法を示す斜視図である。図３および図４は、第１の実施の形態に係る研削方法の研削前および研削後の断面図である。図５および図６は、第２の実施の形態に係る研削方法の研削前および研削後の断面図である。

各図に示すＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は互いに垂直な関係にある。Ｘ軸方向とＹ軸方向は略水平な方向であり、Ｚ軸方向は上下方向（垂直方向）である。各図において、Ｘ軸方向を示す両矢線のうち、Ｘの文字が付されている側を左方とし、Ｘの文字が付されていない側を右方とする。Ｙ軸方向を示す両矢線のうち、Ｙの文字が付されている側を前方とし、Ｙの文字が付されていない側を後方とする。Ｚ軸方向を示す両矢線のうち、Ｚの文字が付されている側を上方とし、Ｚの文字が付されていない側を下方とする。

図１Ａは、本実施の形態に係る研削方法に用いる研削前ウェーハを示す平面図である。研削前のウェーハＷは、略円板状に形成されている。なお、ウェーハＷは、研削対象になる板状のワークであればよく、シリコン、ガリウムヒ素等の半導体基板でもよいし、セラミック、ガラス、サファイア等の無機材料基板でもよいし、さらに半導体製品のパッケージ基板等でもよい。ウェーハＷは、外周に結晶方位を示すノッチＷｄが形成されている。

図１Ｂは、本実施の形態に係る研削方法に用いるウェーハを示す断面図である。研削加工において、ウェーハＷの被研削面Ｗａは、被保持面Ｗｂの反対面である。ウェーハＷの被保持面Ｗｂ側の外周部は、所定深さに段差状の円環凹部Ｗｃが形成されている。また、被保持面Ｗｂには、保護テープＴが貼着されている。図１Ｂにおいて、ノッチＷｄの形成箇所は破線で示している。

研削前ウェーハＷにおいて、ウェーハＷの被研削面Ｗａから被保持面Ｗｂまでの厚みは、５００μｍ－７８０μｍであることが好ましく、７５５μｍであることがより好ましい。

ウェーハＷの被保持面Ｗｂから円環凹部Ｗｃの環状面までの厚みは、５μｍ－５０μｍであることが好ましく、１０μｍであることがより好ましい。また、円環凹部Ｗｃの環状面の径方向の幅は、２ｍｍ－５ｍｍであることが好ましく、３ｍｍであることがより好ましい。

図２に示すように、研削装置１は、チャックテーブル１０と研削機構３０（研削手段）とを相対回転させることにより、チャックテーブル１０がウェーハＷを保持しながら、ウェーハＷを所定の厚みに研削するように構成されている。

研削装置１は、略直方体形状の基台２を有している。チャックテーブル１０を支持するテーブル支持台１１が設けられている。テーブル支持台１１は、チャックテーブル１０を回転可能に支持する。チャックテーブル１０は、円盤形状を有し、回転手段１２によって円盤中心を軸に回転可能に設けられている。

チャックテーブル１０の上面には、たとえばポーラスセラミック材で構成されるポーラス部１３を有する。ポーラス部１３は、図１では図示されない吸引源に接続されている。ポーラス部１３の表面は、ウェーハＷを吸引保持する保持面１５である。この構成により、ウェーハＷがチャックテーブル１０に置かれた場合には、保持面１５の中央でウェーハＷが吸引保持される。保持面１５の外周には外周吸引領域１６を有する。外周吸引領域１６は、ウェーハＷの一方の面の面積より大きい面積で、ウェーハＷの円環凹部Ｗｃを吸引可能である。

テーブル支持台１１には、ウェーハＷの外周に研削水を供給する水シールノズル３が接続されている。研削水は、図１では図示しない研削水源から供給される。ノズルの形状は、特に限定はされない。例えば、管状のノズルを用いてもよく、チャックテーブル１０の外周を囲むように配置したリングノズルを用いてもよい。

チャックテーブル１０のテーブル支持台１１は、駆動機構２０の可動板２３に接続されており、この駆動機構２０から供給される駆動力によって、基台２の上面に形成された開口部２ａ内をスライド移動する。これにより、チャックテーブル１０は、加工前のウェーハＷを供給し、加工後のウェーハＷを回収する搬入出位置と、研削機構３０とウェーハＷとが対向する研削位置との間をスライド移動する。なお、開口部２ａは、蛇腹状の防塵カバー４で覆われている。

駆動機構２０は、駆動基台２１上に配置されたＹ軸方向に平行な一対のガイドレール２２と、一対のガイドレール２２にスライド可能に設置されたモータ駆動の可動板２３とを有している。研削装置１の背面側には、ナット部２４が形成され、このナット部２４にボールネジ２５が螺合されている。ボールネジ２５の一端部に連結された駆動モータ２６が回転駆動されることで、可動板２３が一対のガイドレール２２に沿ってＹ軸方向に移動される。

基台２の上面には、厚み算出部５が設けられている。厚み算出部５において、第１の厚み算出部５aは、チャックテーブル１０の保持面高さを測定し、第２の厚み算出部５ｂは、ウェーハＷの上面高さを測定する。第１の厚み算出部５a及び第２の厚み算出部５ｂは、共に接触式のハイトゲージで構成される。

コラム３１には、研削機構３０を上下動させる駆動機構３２が設けられている。駆動機構３２は、コラム３１の前面に配置されたＺ軸方向に平行な一対のガイドレール３３と、一対のガイドレール３３にスライド可能に設置されたモータ駆動のＺ軸テーブル３４とを有している。Ｚ軸テーブル３４の前面には、ハウジング３５を介して研削機構３０が支持されている。Ｚ軸テーブル３４の背面側にはボールネジ３６が螺合されており、ボールネジ３６の一端には駆動モータ３７が連結されている。駆動モータ３７によってボールネジ３６が回転駆動され、研削機構３０がガイドレール３３に沿ってＺ軸方向に移動される。

研削機構３０のスピンドル３８の下端にはマウント３９が設けられ、マウント３９の下面に複数の研削砥石４０が環状に配設された研削ホイール４１が装着される。研削砥石４０は、例えば、ダイヤモンド砥粒をメタルボンドやレジンボンド等の結合剤で固めたダイヤモンド砥石で構成される。

図３は、第１の実施の形態に係る研削方法に用いる研削装置の研削前の断面図である。図３は、図２に示す研削装置１のチャックテーブル１０及び研削機構３０を詳しく説明するが、図３に示されていなくても、研削装置１が通常備える構成については備えているものとする。

チャックテーブル１０のポーラス部１３は、吸引源５０に連通することにより、保持面１５で保護テープＴを介して、ウェーハＷの被保持面Ｗｂを吸引保持する。ポーラス部１３を吸引する流路は、中央の領域を吸引する流路５１と外周吸引領域１６を吸引する流路５２を有する。

研削機構３０において、研削ホイール４１の内周には、研削水を吐出する研削水吐出口４２が設けられている。研削水は研削水源４３から流路４４を通って供給される。

続けて、本実施の形態に係る研削方法について説明する。

本実施の形態に係る研削方法は、保持面１５でウェーハＷの被保持面Ｗｂを吸引保持する保持工程と、円環凹部Ｗｃを残すように、研削水を供給しながら、砥石でウェーハＷの被研削面Ｗａを研削する研削工程、によって実施される。

本実施の形態に係る研削方法によって、ウェーハＷのノッチを残してエッジトリミングを行い、ウェーハの加工時間を短縮することができる。ノッチ拡張、または、再生工程を行う場合、工程の時間を短縮することができる。また、ウェーハを薄く研削する時に保持面１５ｂを吸引源に連通させ保持面１５ｂが研削水吐出口４２から供給された研削水４５、または、水シールノズル３から供給された研削水４５を吸引することによってウェーハの外周部のエッジトリミングした部分（円環凹部Ｗｃ）を保持面１５ｂに向かって引き下げるので、研削砥石４０に引っかかることがなくなり、ウェーハＷの外周部のエッジトリミングした部分（円環凹部Ｗｃ）の破損を防止できる。

図３および図４は、第１の実施の形態に係る研削方法の研削前および研削後の断面図である。図３および図４を用いて第１の実施の形態に係る研削方法について説明する。

（保持工程）
加工前のウェーハＷが、搬入出位置において、チャックテーブル１０に供給される。

図３に示すように、チャックテーブル１０は、保持面１５に発生している吸引力で、保護テープＴを介して、被保持面Ｗｂを吸引保持する。ウェーハＷを保持したチャックテーブル１０が研削位置までスライド移動する。

なお、保持面１５がウェーハＷを吸引保持する際、および、チャックテーブル１０が研削位置にスライド移動する際に、水シールノズル３から研削水４５を供給して保持面１５に水シールを形成するようにしてもよい。

（研削工程）
研削機構３０がＺ軸方向に下降して、被研削面Ｗａの研削を開始する。また、水シールノズル３、または、研削水吐出口４２から、被研削面Ｗａに研削水４５を供給する。

研削加工中、または、研削加工の合間に、厚み算出部５がウェーハＷの厚みを算出する。第１の厚み算出部５aがチャックテーブル１０の保持面高さを測定し、第２の厚み算出部５ｂがウェーハＷの上面高さの測定を行う。

図４に示すように、被研削面Ｗａの研削加工中に、ある程度のウェーハ厚みになると、ウェーハＷの円環凹部Ｗｃが、外周吸引領域１６によって吸引されて、引き下げられる。この際、水シールノズル３が、円環凹部Ｗｃに研削水４５を供給することで、円環凹部Ｗｃと外周吸引領域１６との間に研削水４５が満たされることで、より効率的に円環凹部Ｗｃを吸引することができる。

ウェーハＷの厚みが、所定の厚みになった段階で研削工程が終了する。一連の工程において、ウェーハＷを所定の厚みに研削しながら、ウェーハＷの外周部（円環凹部Ｗｃ）のノッチＷｄのある個所を吸引保持して保持面１５に引き下げるので、ノッチＷｄを残しつつ、エッジトリミングを実施できる。つまり、ノッチＷｄを残しながら、所定の厚みを有するウェーハＷを得ることができる。

これにより、ウェーハの加工時間を短縮することができる。ノッチ拡張、または、再生工程を行う場合、工程の時間を短縮することができる。また、ウェーハを薄く研削する時にウェーハの外周部のエッジトリミングした部分を吸引保持して保持面に引き下げるので、研削砥石によってウェーハの外周部のエッジトリミングした部分の破損を防止できる。

研削後ウェーハＷにおいて、被研削面Ｗａから被保持面Ｗｂまでの厚みは、６０μｍ－１５０μｍであることが好ましく、８０μｍであることがより好ましい。被研削面Ｗａから円環凹部Ｗｃの環状面までの厚みは、５０μｍ－１００μｍであることが好ましく、７０μｍであることがより好ましい。

ウェーハＷを保持したチャックテーブル１０が、搬入出位置までスライド移動する。加工後のウェーハＷが、回収される。

図５および図６は、第２の実施の形態に係る研削方法の研削前および研削後の断面図である。図５および図６を用いて第２の実施の形態に係る研削方法について説明する。以降の説明では第１の実施の形態と異なる部分のみ説明する。

第２の実施の形態に係る研削方法に用いる研削装置１において、チャックテーブル１０の保持面１５は、ウェーハＷの円環凹部Ｗｃの内側の一方の面を吸引保持する中央保持面１５aと、円環凹部Ｗｃを吸引する外周保持面１５ｂに区画が分けられている。外周保持面１５ｂを有する領域は、第１の実施の形態における外周吸引領域１６に相当する。

中央保持面１５aのポーラス部１３ａは、第１の実施の形態に係る研削方法に用いる研削装置１と同様の素材である。一方で、外周保持面１５ｂのポーラス部１３ｂは、中央保持面１５aのポーラス部１３ｂよりもポーラスが粗い素材である。

外周保持面１５ｂのポーラス部１３ｂにおいて、中央保持面１５aのポーラス部１３ａよりもポーラスの孔が粗いことにより、研削工程において、ウェーハＷの円環凹部Ｗｃが、より効率的に外周吸引領域１６によって吸引することが可能となる。

なお、中央保持面１５ａと外周保持面１５ｂは、同じ粗さのポーラスで形成されていてもよい。また、中央保持面１５ａと外周保持面１５ｂとを別々に吸引源に連通させるように構成してもよい。つまり、ある程度のウェーハ厚みになるまでは、中央保持面１５ａのみを吸引源に連通させていて、後に外周保持面１５ｂを吸引源に連通させ水シールノズル３から研削水４５を供給して円環凹部Ｗｃ（エッジトリミングした部分）を外周保持面１５ｂに向かって引き下げるようにしてもよい。また、中央保持面１５ａのみを吸引源に連通させ、ある程度のウェーハ厚みに研削しているときに、外周保持面１５ｂから水を噴出させてもよい。これによって円環凹部Ｗｃは、外周保持面１５ｂから噴出した水によって支持され円環凹部Ｗｃがばたつくことが無く、研削砥石４０によって研削されやすくなる。そして、ある程度のウェーハ厚みに研削されたら、外周保持面１５ｂを吸引源に連通させ水シールノズル３から研削水４５を供給して円環凹部Ｗｃ（エッジトリミングした部分）を外周保持面１５ｂに向かって引き下げるようにしてもよい。

以上説明したように、本実施の形態に係る研削方法によって、ウェーハＷのノッチを残してエッジトリミングを行い、ウェーハの加工時間を短縮できる、ノッチ再生工程を行う場合、再生工程の時間を短縮できる。また、ウェーハを薄く研削する時にウェーハの外周部のエッジトリミングした部分を吸引保持して保持面に引き下げるので、研削砥石によってウェーハの外周部のエッジトリミングした部分の破損を防止できる。

１ ：研削装置
２ ：基台
２ａ ：開口部
３ ：水シールノズル
４ ：防塵カバー
５a ：第１の厚み算出部
５ｂ ：第２の厚み算出部
１０ ：チャックテーブル
１１ ：テーブル支持台
１２ ：回転手段
１３ ：ポーラス部
１３ａ ：ポーラス部
１３ｂ ：ポーラス部
１４ ：吸引源
１５ ：保持面
１５a ：中央保持面
１５ｂ ：外周保持面
１６ ：外周吸引領域
２０ ：駆動機構
２１ ：駆動基台
２２ ：ガイドレール
２３ ：可動板
２４ ：ナット部
２５ ：ボールネジ
２６ ：駆動モータ
３０ ：研削機構
３１ ：コラム
３２ ：駆動機構
３３ ：ガイドレール
３４ ：Ｚ軸テーブル
３５ ：ハウジング
３６ ：ボールネジ
３７ ：駆動モータ
３８ ：スピンドル
３９ ：マウント
４０ ：研削砥石
４１ ：研削ホイール
４２ ：研削水吐出口
４３ ：研削水源
４４ ：流路
４５ ：研削水
５０ ：吸引源
５１ ：流路
５２ ：流路
Ｔ ：保護テープ
Ｗ ：ウェーハ
Ｗa ：被研削面
Ｗｂ ：被保持面
Ｗｃ ：円環凹部
Ｗｄ ：ノッチ

Claims (2)

1. 一方の面側から所定の深さで外周部に円環凹部を形成したウェーハの一方の面側を保持面で吸引保持するチャックテーブルと、研削水を供給しつつ該保持面に保持されたウェーハの他方の面を砥石で研削して厚みを薄くするウェーハの研削方法であって、
   ウェーハの一方の面より大きい面積で該円環凹部を吸引可能な外周吸引領域を有する該保持面でウェーハの一方の面を吸引保持する保持工程と、
   該円環凹部を残すように該他方の面に研削水を供給しながら砥石で該他方の面を研削する研削工程と、を備え、
   該研削工程は、
   該円環凹部が形成されている部分を該外周吸引領域に該研削水を介して引き下げながら研削するウェーハの研削方法。
2. 該保持面は、ウェーハの円環凹部の内側の一方の面を吸引保持する中央保持面と、該円環凹部を吸引する外周保持面と、を備え、
   該研削工程は、他方の面を研削して厚みが薄くなった該円環凹部が形成されている部分を、吸引源に連通した該外周保持面に作用する吸引力で該外周保持面に引き下げる、請求項１記載のウェーハの研削方法。
   
   

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