JP4944569B2

JP4944569B2 - Wafer grinding method

Info

Publication number: JP4944569B2
Application number: JP2006292221A
Authority: JP
Inventors: 啓一梶山
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2026-10-27
Also published as: JP2008109006A

Description

本発明は、表面に複数のデバイスが形成された半導体ウエーハ等のウエーハのゲッタリングシンク(gettering sink)効果を維持するとともに抗折強度を確保しつつウエーハの内部に含有している銅（Cu）等の金属原子を減少させることができるウエーハの研削方法に関する。 The present invention provides copper (Cu) contained in a wafer while maintaining a gettering sink effect of a wafer such as a semiconductor wafer having a plurality of devices formed on the surface and ensuring a bending strength. The present invention relates to a wafer grinding method capable of reducing metal atoms such as.

半導体デバイスの製造工程においては、略円板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切断予定ラインによって多数の矩形領域を区画し、該矩形領域の各々にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。このように多数のデバイスが形成された半導体ウエーハをストリートに沿って切断することにより、個々の半導体チップを形成する。半導体チップの小型化および軽量化を図るために、通常、半導体ウエーハをストリートに沿って切断して個々の矩形領域を切断するのに先立って、半導体ウエーハの裏面を研削して所定の厚さに形成している。 In the manufacturing process of a semiconductor device, a large number of rectangular areas are defined by scheduled cutting lines called streets arranged in a grid on the surface of a semiconductor wafer having a substantially disk shape, and ICs, LSIs, etc. are divided into the rectangular areas. Form a device. Individual semiconductor chips are formed by cutting the semiconductor wafer formed with a large number of devices along the streets. In order to reduce the size and weight of the semiconductor chip, the semiconductor wafer is usually cut along the streets to cut the individual rectangular regions, and the back surface of the semiconductor wafer is ground to a predetermined thickness. Forming.

半導体ウエーハの裏面の研削は、通常、ダイヤモンド砥粒をレジンボンドの如き適宜のボンドで固着して形成した研削砥石を、高速回転せしめながら半導体ウエーハの裏面に押圧せしめることによって遂行されている。このような研削方式によって半導体ウエーハの裏面を研削すると、半導体ウエーハの裏面に数μmのマイクロクラックからなる加工歪層が生成される。この加工歪層は、半導体デバイスの製造工程において半導体ウエーハの内部に含有した銅（Cu）等の金属原子がデバイスの近傍に遊動してメモリー機能に及ぼす悪影響を抑制するゲッタリングシンク(gettering sink)効果をもたらす機能を有することが知られている。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−４１２５８ A 公報 The grinding of the back surface of the semiconductor wafer is usually performed by pressing a grinding wheel formed by fixing diamond abrasive grains with an appropriate bond such as a resin bond against the back surface of the semiconductor wafer while rotating at high speed. When the back surface of the semiconductor wafer is ground by such a grinding method, a processing strain layer composed of micro cracks of several μm is generated on the back surface of the semiconductor wafer. This processed strain layer is a gettering sink that suppresses adverse effects on the memory function due to the movement of metal atoms such as copper (Cu) contained in the semiconductor wafer in the vicinity of the device in the semiconductor device manufacturing process. It is known to have a function that brings about an effect. (For example, refer to Patent Document 1).
JP 2006-41258 A

一方、上記半導体ウエーハの裏面を研削することによって生成される加工歪層は、特に半導体ウエーハの厚さを１００μm以下に研削した場合に、個々に分割された半導体チップの抗折強度が相当低減される。この研削された半導体ウエーハの裏面に生成される加工歪層を除去する対策として、研削された半導体ウエーハの裏面にポリッシングなどの研磨或いはウエットエッチング、ドライエッチングを施している。（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
特開２００２−２８３２１１号公報特開２００１−８５３８５号公報 On the other hand, the processing strain layer generated by grinding the back surface of the semiconductor wafer significantly reduces the bending strength of the individual semiconductor chips, particularly when the thickness of the semiconductor wafer is ground to 100 μm or less. The As a countermeasure for removing the processing strain layer generated on the back surface of the ground semiconductor wafer, polishing such as polishing, wet etching, or dry etching is performed on the back surface of the ground semiconductor wafer. (For example, refer to Patent Document 2 and Patent Document 3).
JP 2002-28311 A JP 2001-85385 A

而して、ウエーハの裏面を研削した後に研磨或いはエッチング等によって研削によって生成された加工歪層を除去すると、チップの抗折強度は安定するが、加工歪層によるゲッタリングシンク(gettering sink)効果が消失されデバイスの機能が低下するという問題がある。
一方、半導体ウエーハをケミカルメカニカルポリッシング（CPP）加工する際にキレート剤を混入させることにより、半導体ウエーハの内部に含有している銅（Cu）等の金属原子を減少させることができることも知られている。しかるに、ウエーハの裏面を研削した後にキレート剤を混入させてケミカルメカニカルポリッシング（CPP）加工を実施すると、半導体ウエーハの内部に含有している銅（Cu）等の金属原子を減少させることができるが、研削によって生成された加工歪層も除去されるため上述したように加工歪層によるゲッタリングシンク(gettering sink)効果が消失されてしまう。 Thus, if the processing strain layer generated by grinding or etching is removed after grinding the back surface of the wafer, the bending strength of the chip is stabilized, but the gettering sink effect by the processing strain layer Disappears and the function of the device deteriorates.
On the other hand, it is also known that metal atoms such as copper (Cu) contained in the semiconductor wafer can be reduced by mixing a chelating agent when chemical mechanical polishing (CPP) processing of the semiconductor wafer. Yes. However, if the chemical mechanical polishing (CPP) processing is performed by mixing the chelating agent after grinding the back surface of the wafer, the metal atoms such as copper (Cu) contained in the semiconductor wafer can be reduced. Since the work strain layer generated by grinding is also removed, the gettering sink effect by the work strain layer is lost as described above.

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、ゲッタリングシンク(gettering sink)効果を維持するとともに抗折強度を確保しつつウエーハの内部に含有している銅（Cu）等の金属原子を減少させることができるウエーハの研削方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and the main technical problem thereof is copper (Cu) contained in the wafer while maintaining the gettering sink effect and ensuring the bending strength. It is an object of the present invention to provide a wafer grinding method capable of reducing metal atoms such as

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルの保持面に保持された被加工物を研削する研削砥石を備えた研削ホイールと、該研削ホイールを該チャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に研削送りする研削送り手段と、該研削砥石による研削加工部に研削水を供給する研削水供給手段とを具備する研削装置を用いて、基板の表面に複数のストリート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によって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハの研削方法であって、
該チャックテーブルの保持面にウエーハの表面側を保持し、該研削ホイールを回転しつつ該研削送り手段を作動して研削送りするとともに研削水を該研削砥石による研削加工部に供給することによりウエーハの裏面を研削し、ウエーハを所定の厚さに研削する研削工程と、
該研削工程が終了した後に、該研削送り手段による研削送りを停止した状態で該研削ホイールを回転しつつキレート剤を混入した研削水を該研削砥石による研削加工部に供給することによりウエーハの裏面をスパークアウト研削し、該研削工程において生成された加工歪層を低減しつつウエーハの内部に含有している金属原子を減少せしめるスパークアウト研削工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの研削方法が提供される。 In order to solve the main technical problem, according to the present invention, a chuck table having a holding surface for holding a workpiece and a grinding wheel for grinding the workpiece held on the holding surface of the chuck table are provided. A grinding wheel, a grinding feed means for grinding and feeding the grinding wheel in a direction perpendicular to the holding surface of the chuck table, and a grinding water supply means for supplying grinding water to a grinding portion by the grinding wheel. A method of grinding a wafer, wherein a plurality of streets are formed in a lattice pattern on a surface of a substrate and a device is formed in a plurality of regions partitioned by the plurality of streets,
The wafer surface is held by the holding surface of the chuck table, and the grinding feed means is operated and ground while rotating the grinding wheel, and the grinding water is supplied to the grinding portion by the grinding wheel. Grinding process for grinding the back surface of the wafer and grinding the wafer to a predetermined thickness;
After the grinding process has been completed, the back surface of the wafer by supplying the grinding water mixed with chelating agent while rotating the the grinding wheel while stopping the grinding feed according to the grinding feed means to grinding unit according to the grinding whetstone Spark out grinding , and reducing the work strain layer generated in the grinding step , reducing the metal atoms contained in the wafer, and a spark out grinding step.
A method for grinding a wafer is provided.

本発明によるウエーハの研削方法においては、ウエーハの裏面を研削して所定の厚さにした後、研削送り手段による研削送りを停止した状態で研削ホイールを回転しつつキレート剤を混入した研削水を研削砥石による研削加工部に供給することによりウエーハの裏面をスパークアウト研削し、該研削工程において生成された加工歪層を低減しつつウエーハの内部に含有している金属原子を減少せしめるスパークアウト研削工程を実施するので、研削砥石による研削加工部にキレート剤が混入された研削水が供給されるため、ウエーハの基板の内部に含有している銅（Ｃｕ）等の金属原子が減少せしめられる。また、スパークアウト研削工程が実施されたウエーハにおける基板の裏面には研削工程において生成された加工歪層が除去されるが１μm程度残存するので、ゲッタリングシンク（ｇｅｔｔｅｒｉｎｇｓｉｎｋ）効果が維持されるとともに、抗折強度の低下も抑えられる。 In the wafer grinding method according to the present invention, after grinding the back surface of the wafer to a predetermined thickness, the grinding water mixed with the chelating agent while rotating the grinding wheel while the grinding feed by the grinding feed means is stopped is added. Spark-out grinding which reduces the metal atoms contained in the wafer while reducing the processing strain layer generated in the grinding process by spark-out grinding of the back surface of the wafer by supplying to the grinding part with a grinding wheel Since the process is performed, the grinding water mixed with the chelating agent is supplied to the grinding portion by the grinding wheel, so that metal atoms such as copper (Cu) contained in the wafer substrate are reduced. Further, the processed strain layer generated in the grinding process is removed on the back surface of the substrate on which the spark-out grinding process has been performed, but about 1 μm remains, so that the gettering sink effect is maintained. In addition, a decrease in bending strength can be suppressed.

以下、本発明によるウエーハの加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して更に詳細に説明する。
図１には本発明に従って構成された研削装置の斜視図が示されている。
図１に示す研削装置１は、全体を番号２で示す装置ハウジングを具備している。この装置ハウジング２は、細長く延在する直方体形状の主部２１と、該主部２１の後端部（図１において右上端）に設けられ実質上鉛直に上方に延びる直立壁２２とを有している。直立壁２２の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール２２１、２２１が設けられている。この一対の案内レール２２１、２２１に研削ユニット３が上下方向に移動可能に装着されている。 Preferred embodiments of a wafer processing method according to the present invention will be described below in more detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a perspective view of a grinding apparatus constructed in accordance with the present invention.
A grinding apparatus 1 shown in FIG. 1 includes an apparatus housing generally indicated by numeral 2. This device housing 2 has a rectangular parallelepiped main portion 21 that extends long and an upright wall 22 that is provided at the rear end portion (upper right end in FIG. 1) of the main portion 21 and extends substantially vertically upward. ing. A pair of guide rails 221 and 221 extending in the vertical direction are provided on the front surface of the upright wall 22. The grinding unit 3 is mounted on the pair of guide rails 221 and 221 so as to be movable in the vertical direction.

研削ユニット３は、移動基台３１と該移動基台３１に装着されたスピンドルユニット３２を具備している。移動基台３１は、後面両側に上下方向に延びる一対の脚部３１１、３１１が設けられており、この一対の脚部３１１、３１１に上記一対の案内レール２２１、２２１と摺動可能に係合する被案内溝３１２、３１２が形成されている。このように直立壁２２に設けられた一対の案内レール２２１、２２１に摺動可能に装着された移動基台３１の前面には前方に突出した支持部３１３が設けられている。この支持部３１３にスピンドルユニット３２が取り付けられる。 The grinding unit 3 includes a moving base 31 and a spindle unit 32 attached to the moving base 31. The movable base 31 is provided with a pair of legs 311 and 311 extending in the vertical direction on both sides of the rear surface. The pair of legs 311 and 311 is slidably engaged with the pair of guide rails 221 and 221. Guided grooves 312 and 312 are formed. As described above, a support portion 313 protruding forward is provided on the front surface of the movable base 31 slidably mounted on the pair of guide rails 221 and 221 provided on the upright wall 22. The spindle unit 32 is attached to the support portion 313.

スピンドルユニット３２は、支持部３１３に装着されたユニットハウジング３２１と、該ユニットハウジング３２１に回転自在に配設された回転スピンドル３２２と、該回転スピンドル３２２を回転駆動するための駆動手段としてのサーボモータ３２３とを具備している。回転スピンドル３２２の下端部はユニットハウジング３２１の下端を越えて下方に突出せしめられており、その下端には円板形状のマウンター３２４が設けられている。なお、マウンター３２４には、周方向に間隔をおいて複数のボルト挿通孔（図示していない）が形成されている。このマウンター３２４の下面に研削ホイール４が着脱可能に装着される。この研削ホイール４は、環状の支持部材４１と、該環状の支持部材４１の下面に同一円周上に装着された複数個の研削砥石４２とからなっており、支持部材４１が上記マウンター３２４の下面に締結ボルト３２５によって装着される。 The spindle unit 32 includes a unit housing 321 mounted on the support portion 313, a rotating spindle 322 rotatably disposed on the unit housing 321 and a servo motor as a driving unit for rotationally driving the rotating spindle 322. 323. The lower end of the rotary spindle 322 protrudes downward beyond the lower end of the unit housing 321, and a disk-shaped mounter 324 is provided at the lower end. The mounter 324 is formed with a plurality of bolt insertion holes (not shown) at intervals in the circumferential direction. The grinding wheel 4 is detachably mounted on the lower surface of the mounter 324. The grinding wheel 4 includes an annular support member 41 and a plurality of grinding wheels 42 mounted on the lower surface of the annular support member 41 on the same circumference, and the support member 41 is the mounter 324. The lower surface is attached by fastening bolts 325.

図１に示す研磨装置は、上記研磨ユニット３を上記一対の案内レール２２１、２２１に沿って上下方向（後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向）に移動せしめる研削送り手段５を備えている。この研削送り手段５は、直立壁２２の前側に配設され実質上鉛直に延びる雄ねじロッド５１を具備している。この雄ねじロッド５１は、その上端部および下端部が直立壁２２に取り付けられた軸受部材５２および５３によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材５２には雄ねじロッド５１を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ５４が配設されており、このパルスモータ５４の出力軸が雄ねじロッド５１に伝動連結されている。移動基台３１の後面にはその幅方向中央部から後方に突出する連結部（図示していない）も形成されており、この連結部には鉛直方向に延びる貫通雌ねじ穴（図示していない）が形成されており、この雌ねじ穴に上記雄ねじロッド５１が螺合せしめられている。従って、パルスモータ５４が正転すると移動基台３１即ち研磨ユニット３が下降即ち前進せしめられ、パルスモータ５４が逆転すると移動基台３１即ち研磨ユニット３が上昇即ち後退せしめられる。 The polishing apparatus shown in FIG. 1 includes grinding feed means 5 for moving the polishing unit 3 in the vertical direction (a direction perpendicular to a holding surface of a chuck table described later) along the pair of guide rails 221 and 221. ing. The grinding feed means 5 includes a male threaded rod 51 disposed on the front side of the upright wall 22 and extending substantially vertically. The male screw rod 51 is rotatably supported by bearing members 52 and 53 whose upper end and lower end are attached to the upright wall 22. The upper bearing member 52 is provided with a pulse motor 54 as a drive source for rotationally driving the male screw rod 51, and an output shaft of the pulse motor 54 is transmission-coupled to the male screw rod 51. A connecting portion (not shown) that protrudes rearward from the center portion in the width direction is also formed on the rear surface of the movable base 31, and a through female screw hole (not shown) that extends in the vertical direction is formed in this connecting portion. The male screw rod 51 is screwed into the female screw hole. Accordingly, when the pulse motor 54 rotates in the forward direction, the moving base 31, that is, the polishing unit 3 is lowered or moved forward, and when the pulse motor 54 rotates in the reverse direction, the moving base 31, that is, the polishing unit 3 is raised or moved backward.

上記ハウジング２の主部２１にはチャックテーブル機構６が配設されている。チャックテーブル機構６は、チャックテーブル６１と、該チャックテーブル６１の周囲を覆うカバー部材６２と、該カバー部材６２の前後に配設された蛇腹手段６３および６４を具備している。チャックテーブル６１は、図示しない回転駆動手段によって回転せしめられるようになっており、その上面である保持面６１１に被加工物であるウエーハを図示しない吸引手段を作動することにより吸引保持するように構成されている。また、チャックテーブル６１は、図示しないチャックテーブル移動手段によって図１に示す被加工物載置域２４と上記スピンドルユニット３２を構成する研削ホイール４と対向する研磨域２５との間で移動せしめられる。蛇腹手段６３および６４はキャンパス布の如き適宜の材料から形成することができる。蛇腹手段６３の前端は主部２１の前面壁に固定され、後端はカバー部材６２の前端面に固定されている。蛇腹手段６４の前端はカバー部材６２の後端面に固定され、後端は装置ハウジング２の直立壁２２の前面に固定されている。チャックテーブル６１が矢印２３ａで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段６３が伸張されて蛇腹手段６４が収縮され、チャックテーブル６１が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段６３が収縮されて蛇腹手段６４が伸張せしめられる。 A chuck table mechanism 6 is disposed in the main portion 21 of the housing 2. The chuck table mechanism 6 includes a chuck table 61, a cover member 62 that covers the periphery of the chuck table 61, and bellows means 63 and 64 disposed before and after the cover member 62. The chuck table 61 is configured to be rotated by a rotation driving unit (not shown), and is configured to suck and hold a wafer as a workpiece by operating a suction unit (not shown) on a holding surface 611 which is an upper surface thereof. Has been. Further, the chuck table 61 is moved between a workpiece placement area 24 shown in FIG. 1 and a polishing area 25 facing the grinding wheel 4 constituting the spindle unit 32 by a chuck table moving means (not shown). The bellows means 63 and 64 can be formed from any suitable material such as campus cloth. The front end of the bellows means 63 is fixed to the front wall of the main portion 21, and the rear end is fixed to the front end surface of the cover member 62. The front end of the bellows means 64 is fixed to the rear end surface of the cover member 62, and the rear end is fixed to the front surface of the upright wall 22 of the apparatus housing 2. When the chuck table 61 is moved in the direction indicated by the arrow 23a, the bellows means 63 is expanded and the bellows means 64 is contracted. When the chuck table 61 is moved in the direction indicated by the arrow 23b, the bellows means 63 is The bellows means 64 is expanded by contraction.

図１に示す研削装置１は、上記研削ホイール４の研削砥石４２による研削加工部に研削水を供給する研削水供給手段７を具備している。この研削水供給手段７は、純水を供給管７１を介して上記スピンドルユニット３２に供給する。また、図１に示す研削装置１は、研削水供給手段７によって供給される研削水にキレート剤を混入せしめるキレート剤供給手段８を具備している。このキレート剤供給手段８は、キレート剤を上記供給管７１に送る。上記研削水供給手段７およびキレート剤供給手段８からスピンドルユニット３２に供給された研削水およびキレート剤が混入された研削水は、後述する図４および図５に示すように回転スピンドル３２２に設けられた通路３２２a、マウンター３２４に設けられた通路３２４a、研削ホイール４の環状の支持部材４１に設けられた通路４１aを介して研削砥石４２による研削加工部に供給される。 A grinding apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a grinding water supply means 7 that supplies grinding water to a grinding portion of the grinding wheel 4 by the grinding wheel 42. The grinding water supply means 7 supplies pure water to the spindle unit 32 via a supply pipe 71. Further, the grinding apparatus 1 shown in FIG. 1 includes chelating agent supply means 8 for mixing a chelating agent into the grinding water supplied by the grinding water supply means 7. The chelating agent supply means 8 sends the chelating agent to the supply pipe 71. The grinding water supplied to the spindle unit 32 from the grinding water supply means 7 and the chelating agent supply means 8 and the grinding water mixed with the chelating agent are provided on the rotary spindle 322 as shown in FIGS. The grinding wheel 42 is supplied to the grinding portion through the passage 322a, the passage 324a provided in the mounter 324, and the passage 41a provided in the annular support member 41 of the grinding wheel 4.

図１に示す研削装置１は以上のように構成されており、以下研削装置１によりウエーハの裏面を研削する研削方法について説明する。
図２には、本発明に従って加工されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図２に示す半導体ウエーハ１０は、例えば厚さが７００μmのシリコンからなる基板１００の表面１００ａに複数のストリート１０１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１０１によって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイス１０２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１０は、デバイス１０２が形成されているデバイス領域１０４と、該デバイス領域１０４を囲繞する外周余剰領域１０５を備えている。このように構成された半導体ウエーハ１０における基板１００の表面１００ａには、図２に示すように保護部材１１を貼着する（保護部材貼着工程）。 The grinding apparatus 1 shown in FIG. 1 is configured as described above, and a grinding method for grinding the back surface of the wafer by the grinding apparatus 1 will be described below.
FIG. 2 shows a perspective view of a semiconductor wafer as a wafer processed in accordance with the present invention. A semiconductor wafer 10 shown in FIG. 2 has a plurality of streets 101 formed in a lattice shape on a surface 100a of a substrate 100 made of silicon having a thickness of 700 μm, for example, and a plurality of regions partitioned by the plurality of streets 101. Further, a device 102 such as an IC or LSI is formed. The semiconductor wafer 10 configured as described above includes a device region 104 in which the device 102 is formed and an outer peripheral surplus region 105 surrounding the device region 104. As shown in FIG. 2, the protective member 11 is stuck to the surface 100a of the substrate 100 in the semiconductor wafer 10 thus configured (protective member sticking step).

保護部材貼着工程を実施することにより半導体ウエーハ１０における基板１００の表面１００ａに保護部材１１を貼着したならば、基板１００の裏面１００ｂを研削して半導体ウエーハ１０を所定の厚さに形成する研削工程を実施する。この研削工程は、上記図１に示すように研磨装置１の被加工物載置域２４に位置付けられているチャックテーブル６１の保持面６１１上に半導体ウエーハ１０の保護部材１１側を載置し（従って、半導体ウエーハ１０は基板１００の裏面１００ｂが上側となる）、図示しない吸引手段によってチャックテーブル６１上に半導体ウエーハ２を吸着保持する。このようにしてチャックテーブル６１上に半導体ウエーハ１０を吸引保持したならば、図示しないチャックテーブル移動手段を作動してチャックテーブル６１を矢印２３ａで示す方向に移動し研磨域２５に位置付ける。そして、図４に示すように研削ホイール４の複数の研削砥石４２の外周縁がチャックテーブル６１の回転中心P1、即ち半導体ウエーハ１０の中心を通過するように位置付ける。 When the protective member 11 is attached to the front surface 100a of the substrate 100 in the semiconductor wafer 10 by performing the protective member attaching step, the back surface 100b of the substrate 100 is ground to form the semiconductor wafer 10 to a predetermined thickness. Carry out the grinding process. In this grinding step, the protective member 11 side of the semiconductor wafer 10 is placed on the holding surface 611 of the chuck table 61 positioned in the workpiece placement area 24 of the polishing apparatus 1 as shown in FIG. Therefore, in the semiconductor wafer 10, the back surface 100b of the substrate 100 is on the upper side), and the semiconductor wafer 2 is sucked and held on the chuck table 61 by suction means (not shown). When the semiconductor wafer 10 is sucked and held on the chuck table 61 in this manner, the chuck table moving means (not shown) is operated to move the chuck table 61 in the direction indicated by the arrow 23a and position it in the polishing area 25. Then, as shown in FIG. 4, the outer peripheral edges of the plurality of grinding wheels 42 of the grinding wheel 4 are positioned so as to pass through the rotation center P 1 of the chuck table 61, that is, the center of the semiconductor wafer 10.

このように研削ホイール５とチャックテーブル６１に保持された半導体ウエーハ１０が図４に示す位置関係にセットされたならば、チャックテーブル６１を図４において矢印６１aで示す方向に例えば３００rpmの回転速度で回転するとともに、上記スピンドルユニット３２のサーボモータ３２３を駆動して研削ホイール４を矢印４aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍの回転速度で回転する。そして、上記研削送り手段５のパルスモータ５４を正転駆動し研削ホイール４を矢印４bで示すように下降して研削送りする。この結果、研削ホイール４の複数の研削砥石４２が半導体ウエーハ１０の上面である基板１００の裏面１００bに所定の圧力で押圧し、基板１００の裏面１００bは全面に渡って研削される。この研削工程においては、上記研削水供給手段７が作動して研削水がスピンドルユニット３２の回転スピンドル３２２に設けられた通路３２２a、マウンター３２４に設けられた通路３２４a、研削ホイール４の環状の支持部材４１に設けられた通路４１aを介して研削砥石４２による研削加工部に供給される。このようにして研削工程を実施すると、半導体ウエーハ１０における基板１００の裏面１００ｂには上述した研削によって厚さが２μm程度の加工歪層が生成される。 If the semiconductor wafer 10 held on the grinding wheel 5 and the chuck table 61 is set in the positional relationship shown in FIG. 4, the chuck table 61 is moved in the direction shown by the arrow 61a in FIG. At the same time, the servo motor 323 of the spindle unit 32 is driven to rotate the grinding wheel 4 in the direction indicated by the arrow 4a at a rotational speed of, for example, 6000 rpm. Then, the pulse motor 54 of the grinding feed means 5 is driven to rotate forward, and the grinding wheel 4 is lowered and fed by grinding as indicated by an arrow 4b. As a result, the plurality of grinding wheels 42 of the grinding wheel 4 press the back surface 100b of the substrate 100, which is the upper surface of the semiconductor wafer 10, with a predetermined pressure, and the back surface 100b of the substrate 100 is ground over the entire surface. In this grinding step, the grinding water supply means 7 is operated to supply grinding water to the rotary spindle 322 of the spindle unit 32, the passage 322a provided to the mounter 324, and the annular support member for the grinding wheel 4. It is supplied to the grinding part by the grinding wheel 42 through a passage 41 a provided in 41. When the grinding process is performed in this manner, a work strain layer having a thickness of about 2 μm is generated on the back surface 100b of the substrate 100 in the semiconductor wafer 10 by the above-described grinding.

上述した研削工程を実施することにより、半導体ウエーハ１０における基板１００が所定の厚さ（例えば１００μm）に達したら、上記研削送り手段５のパルスモータ５４を正転駆動を停止し、研削送りを停止した状態でチャックテーブル６１を図５において矢印６１aで示す方向に例えば３００rpmの回転速度で回転するとともに、研削ホイール４を矢印４aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍの回転速度で回転するスパークアウト研削を実施する（スパークアウト研削工程）。このスパークアウト研削工程においては、上記研削水供給手段７およびキレート剤供給手段８を作動し、キレート剤が混入された研削水をスピンドルユニット３２の回転スピンドル３２２に設けられた通路３２２a、マウンター３２４に設けられた通路３２４a、研削ホイール４の環状の支持部材４１に設けられた通路４１aを介して研削砥石４２による研削加工部に供給する。この結果、半導体ウエーハ１０における基板１００の裏面１００ｂは僅かに研削され、上記研削工程において生成された加工歪層が１μm研削され、加工歪層の厚さが１μm程度となる。このスパークアウト研削工程においては、研削砥石４２による研削加工部にキレート剤が混入された研削水が供給されるので、基板１００の内部に含有している銅（Cu）等の金属原子が減少せしめられる。なお、スパークアウト研削工程において研削砥石４２による研削加工部に供給されるキレート剤が混入された研削水には、界面活性剤やクエン酸を混入することにより基板１００への濡れ性が向上するため更に効果的である。また、スパークアウト研削工程が実施された半導体ウエーハ１０における基板１００の裏面１００ｂには上記研削工程において生成された加工歪層が１μm程度残存するので、ゲッタリングシンク(gettering sink)効果が維持されるとともに、抗折強度の低下も抑えられる。 When the substrate 100 in the semiconductor wafer 10 reaches a predetermined thickness (for example, 100 μm) by performing the above-described grinding process, the pulse motor 54 of the grinding feed means 5 is stopped from rotating forward and the grinding feed is stopped. In this state, the chuck table 61 is rotated in a direction indicated by an arrow 61a in FIG. 5 at a rotational speed of, for example, 300 rpm, and the grinding wheel 4 is rotated in a direction indicated by an arrow 4a, for example, at a rotational speed of 6000 rpm. (Spark out grinding process). In this spark-out grinding process, the grinding water supply means 7 and the chelating agent supply means 8 are operated, and the grinding water mixed with the chelating agent is supplied to the passage 322 a and the mounter 324 provided in the rotating spindle 322 of the spindle unit 32. The material is supplied to the grinding portion by the grinding wheel 42 through the provided passage 324 a and the passage 41 a provided in the annular support member 41 of the grinding wheel 4. As a result, the back surface 100b of the substrate 100 in the semiconductor wafer 10 is slightly ground, the processed strain layer generated in the grinding step is ground by 1 μm, and the thickness of the processed strain layer becomes about 1 μm. In this spark-out grinding process, grinding water mixed with a chelating agent is supplied to the grinding portion by the grinding wheel 42, so that metal atoms such as copper (Cu) contained in the substrate 100 are reduced. It is done. In addition, wettability to the substrate 100 is improved by mixing a surfactant or citric acid in the grinding water mixed with the chelating agent supplied to the grinding portion by the grinding wheel 42 in the spark-out grinding process. It is more effective. In addition, since the processing strain layer generated in the grinding step remains about 1 μm on the back surface 100b of the substrate 100 in the semiconductor wafer 10 that has been subjected to the spark-out grinding step, the gettering sink effect is maintained. At the same time, the decrease in bending strength can be suppressed.

次に、本発明によるウエーハの研削方法の他の実施形態について、図６乃至図８を参照して説明する。なお、図６乃至図８に示す研削方法を実施するには、上記研削ホイール４の研削砥石４２は径の小さいものが用いられる。
ここで、上記チャックテーブル６１に保持された半導体ウエーハ１０と研削ホイール４を構成する研削砥石４２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６１の回転中心P1と研削砥石４２の回転中心P2は偏芯しており、研削砥石４２の外径は、上記図２に示す半導体ウエーハ１０のデバイス領域１０４と余剰領域１０５との境界線１０６の直径より小さく境界線１０６の半径より大きい寸法に設定され、環状の研削砥石４２がチャックテーブル６１の回転中心P1（半導体ウエーハ１０の中心P2）を通過するようになっている。 Next, another embodiment of the wafer grinding method according to the present invention will be described with reference to FIGS. In order to carry out the grinding method shown in FIGS. 6 to 8, the grinding wheel 42 of the grinding wheel 4 has a small diameter.
Here, the relationship between the semiconductor wafer 10 held on the chuck table 61 and the grinding wheel 42 constituting the grinding wheel 4 will be described with reference to FIG. The rotation center P1 of the chuck table 61 and the rotation center P2 of the grinding wheel 42 are eccentric, and the outer diameter of the grinding wheel 42 is the boundary line between the device region 104 and the surplus region 105 of the semiconductor wafer 10 shown in FIG. The diameter is set to be smaller than the diameter of the boundary line 106 and smaller than the diameter of the boundary line 106, and the annular grinding wheel 42 passes through the rotation center P 1 of the chuck table 61 (center P 2 of the semiconductor wafer 10).

次に、図6に示すようにチャックテーブル６１を矢印６１aで示す方向に３００ｒｐｍで回転しつつ、上記スピンドルユニット３２のサーボモータ３２３を駆動して研削ホイール４を矢印４aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍの回転速度で回転する。そして、上記研削送り手段５のパルスモータ５４を正転駆動し、研削ホイール４を図７において矢印４bで示すように下降して研削送りする。この結果、半導体ウエーハ１０における基板１００の裏面１００ｂには、図８に示すようにデバイス領域１０４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１０４bに形成されるとともに、外周余剰領域１０５に対応する領域が残存されて環状の補強部１０５bに形成される（研削工程）。この研削工程においては、上記研削水供給手段７を作動し、研削水をスピンドルユニット３２の回転スピンドル３２２に設けられた通路３２２a、マウンター３２４に設けられた通路３２４a、研削ホイール４の環状の支持部材４１に設けられた通路４１aを介して研削砥石４２による研削加工部に供給する。このようにして研削工程を実施すると、半導体ウエーハ１０における基板１００の裏面１００ｂに形成された凹部１０４bの底面には上述した研削によって厚さが２μm程度の加工歪層が生成される。 Next, as shown in FIG. 6, while rotating the chuck table 61 in the direction shown by the arrow 61a at 300 rpm, the servo motor 323 of the spindle unit 32 is driven to move the grinding wheel 4 in the direction shown by the arrow 4a, for example, 6000 rpm. It rotates at the rotation speed. Then, the pulse motor 54 of the grinding feed means 5 is driven to rotate forward, and the grinding wheel 4 is lowered and fed by grinding as shown by an arrow 4b in FIG. As a result, on the back surface 100b of the substrate 100 in the semiconductor wafer 10, a region corresponding to the device region 104 is ground and removed to form a circular recess 104b having a predetermined thickness (for example, 30 μm) as shown in FIG. At the same time, the region corresponding to the outer peripheral surplus region 105 remains and is formed in the annular reinforcing portion 105b (grinding step). In this grinding step, the grinding water supply means 7 is actuated, and the grinding water is supplied to the rotary spindle 322 of the spindle unit 32, the passage 322a provided to the mounter 324, the annular support member for the grinding wheel 4. It is supplied to a grinding part by the grinding wheel 42 through a passage 41 a provided in 41. When the grinding process is performed in this manner, a processing strain layer having a thickness of about 2 μm is generated by the above-described grinding on the bottom surface of the recess 104b formed on the back surface 100b of the substrate 100 in the semiconductor wafer 10.

上述した研削工程を実施することにより、半導体ウエーハ１０における基板１００が所定の厚さ（例えば３０μm）に達したら、上記研削送り手段５のパルスモータ５４を正転駆動を停止し、研削送りを停止した状態でチャックテーブル６１を図８において矢印６１aで示す方向に例えば３００rpmの回転速度で回転するとともに、研削ホイール４を矢印４aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍの回転速度で回転するスパークアウト研削を実施する（スパークアウト研削工程）。このスパークアウト研削工程においては、上記研削水供給手段７およびキレート剤供給手段８を作動し、キレート剤が混入された研削水をスピンドルユニット３２の回転スピンドル３２２に設けられた通路３２２a、マウンター３２４に設けられた通路３２４a、研削ホイール４の環状の支持部材４１に設けられた通路４１aを介して研削砥石４２による研削加工部に供給する。この結果、半導体ウエーハ１０の基板１００の裏面１００ｂに形成された円形状の凹部１０４bの底面が僅かに研削され、上記研削工程において生成された加工歪層が１μm研削され、加工歪層の厚さが１μm程度となる。このスパークアウト研削工程においては、研削砥石４２による研削加工部にキレート剤が混入された研削水が供給されるので、基板１００の内部に含有している銅（Cu）等の金属原子が減少せしめられる。なお、スパークアウト研削工程において研削砥石４２による研削加工部に供給されるキレート剤が混入された研削水には、上述した実施形態と同様に界面活性剤やクエン酸を混入することにより基板１００への濡れ性が向上するため更に効果的である。また、スパークアウト研削工程が実施された半導体ウエーハ１０における基板１００の裏面１００ｂには上記研削工程において生成された加工歪層が１μm程度残存するので、ゲッタリングシンク(gettering sink)効果が維持されるとともに、抗折強度の低下も抑えられる。このように図６乃至図８に示す実施形態においては、半導体ウエーハ１０の基板１００の裏面１００ｂにおけるデバイス領域１０４に対応する領域を研削してデバイス領域１０４の厚さを所定厚さに形成するとともに、半導体ウエーハ１０の裏面における外周余剰領域１０５を残存させて環状の補強部１０５bを形成することにより、デバイス領域１０４の厚さを例えば３０μmという極めて薄く形成しても剛性が維持され、ウエーハの搬送等の取り扱いが容易となる。 When the substrate 100 in the semiconductor wafer 10 reaches a predetermined thickness (for example, 30 μm) by performing the above-described grinding process, the pulse motor 54 of the grinding feed means 5 is stopped from rotating forward and the grinding feed is stopped. In this state, the chuck table 61 is rotated in the direction indicated by the arrow 61a in FIG. 8 at a rotational speed of, for example, 300 rpm, and the grinding wheel 4 is rotated in the direction indicated by the arrow 4a, for example, at a rotational speed of 6000 rpm. (Spark out grinding process). In this spark-out grinding process, the grinding water supply means 7 and the chelating agent supply means 8 are operated, and the grinding water mixed with the chelating agent is supplied to the passage 322 a and the mounter 324 provided in the rotating spindle 322 of the spindle unit 32. The material is supplied to the grinding portion by the grinding wheel 42 through the provided passage 324 a and the passage 41 a provided in the annular support member 41 of the grinding wheel 4. As a result, the bottom surface of the circular recess 104b formed on the back surface 100b of the substrate 100 of the semiconductor wafer 10 is slightly ground, and the processing strain layer generated in the grinding step is ground by 1 μm, and the thickness of the processing strain layer is increased. Is about 1 μm. In this spark-out grinding process, grinding water mixed with a chelating agent is supplied to the grinding portion by the grinding wheel 42, so that metal atoms such as copper (Cu) contained in the substrate 100 are reduced. It is done. In addition, in the spark-out grinding process, a surfactant or citric acid is mixed in the grinding water mixed with the chelating agent supplied to the grinding portion by the grinding wheel 42 to the substrate 100 as in the above-described embodiment. This is more effective because the wettability is improved. In addition, since the processing strain layer generated in the grinding step remains about 1 μm on the back surface 100b of the substrate 100 in the semiconductor wafer 10 that has been subjected to the spark-out grinding step, the gettering sink effect is maintained. At the same time, the decrease in bending strength can be suppressed. As described above, in the embodiment shown in FIGS. 6 to 8, the region corresponding to the device region 104 on the back surface 100b of the substrate 100 of the semiconductor wafer 10 is ground to form the thickness of the device region 104 to a predetermined thickness. By forming the annular reinforcing portion 105b by leaving the outer peripheral surplus region 105 on the back surface of the semiconductor wafer 10, the rigidity is maintained even when the device region 104 is formed to be extremely thin, for example, 30 μm. Etc. are easy to handle.

本発明によるウエーハの研削方法を実施するための研削装置の斜視図。The perspective view of the grinding device for enforcing the grinding method of the wafer by the present invention. 本発明によるウエーハの研削方法によって加工されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図。The perspective view of the semiconductor wafer as a wafer processed with the grinding method of the wafer by this invention. 図２に示す半導体ウエーハの表面に保護部材を貼着した状態を示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing a state where a protective member is attached to the surface of the semiconductor wafer shown in FIG. 2. 本発明によるウエーハの加工方法における研削工程の説明図。Explanatory drawing of the grinding process in the processing method of the wafer by this invention. 本発明によるウエーハの加工方法におけるスパークアウト研削工程の説明図。Explanatory drawing of the spark-out grinding process in the processing method of the wafer by this invention. 本発明によるウエーハの加工方法の他の実施形態を示す平面図。The top view which shows other embodiment of the processing method of the wafer by this invention. 本発明によるウエーハの加工方法における研削工程の他の実施形態を示す説明図。Explanatory drawing which shows other embodiment of the grinding process in the processing method of the wafer by this invention. 本発明によるウエーハの加工方法におけるスパークアウト研削工程の他の実施形態を示す説明図。Explanatory drawing which shows other embodiment of the spark-out grinding process in the processing method of the wafer by this invention.

Explanation of symbols

１：研削装置
２：装置ハウジング
３：研削ユニット
３２：スピンドルユニット
３２２：回転スピンドル
３２３：サーボモータ
３２４：マウンター
４：研削ホイール
４２：研削砥石
５：研削送り手段
５４：パルスモータ
６：チャックテーブル機構
６１：チャックテーブル
７：研削水供給手段
８：キレート剤供給手段
１０：半導体ウエーハ
１１：保護部材 1: grinding device 2: device housing 3: grinding unit 32: spindle unit 322: rotary spindle 323: servo motor 324: mounter 4: grinding wheel 42: grinding wheel 5: grinding feed means 54: pulse motor 6: chuck table mechanism 61 : Chuck table 7: grinding water supply means 8: chelating agent supply means 10: semiconductor wafer 11: protective member

Claims

A chuck table having a holding surface for holding a workpiece, a grinding wheel having a grinding wheel for grinding the workpiece held on the holding surface of the chuck table, and a holding surface of the chuck table for the grinding wheel A plurality of streets are formed on the surface of the substrate using a grinding apparatus comprising a grinding feed means for grinding and feeding in a direction perpendicular to the grinding wheel, and a grinding water supply means for supplying grinding water to a grinding portion by the grinding wheel. A wafer grinding method in which devices are formed in a plurality of regions that are formed in a lattice shape and partitioned by the plurality of streets,
The wafer surface is held by the holding surface of the chuck table, and the grinding feed means is operated and ground while rotating the grinding wheel, and the grinding water is supplied to the grinding portion by the grinding wheel. Grinding process for grinding the back surface of the wafer and grinding the wafer to a predetermined thickness;
After the grinding process has been completed, the back surface of the wafer by supplying the grinding water mixed with chelating agent while rotating the the grinding wheel while stopping the grinding feed according to the grinding feed means to grinding unit according to the grinding whetstone Spark out grinding , and reducing the work strain layer generated in the grinding step , reducing the metal atoms contained in the wafer, and a spark out grinding step.
A method for grinding a wafer.