JP5164559B2

JP5164559B2 - 研削装置

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Publication number: JP5164559B2
Application number: JP2007336402A
Authority: JP
Inventors: カール・プリワッサ
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2027-12-27
Also published as: JP2009158768A; CN101468443B; CN101468443A; DE102008060490A1; DE102008060490B4

Description

本発明は、ウェーハの面を研削する研削装置に関するものである。

ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが表面に複数形成されたウェーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚さに形成された後にダイシングされて個々のチップとなる。

粗研削、仕上げ研削といった二段階の研削を行うタイプの研削装置では、比較的粒径の大きい砥粒をボンド剤で固めた粗研削用の研削砥石を有する第一の研削ホイールを備えた第一の研削手段と、比較的粒径の小さい砥粒をボンド剤で固めた仕上げ研削用の研削砥石を有する第二の研削ホイールを備えた第二の研削手段とを備えている。

また、上記第一の研削ホイール及び第二の研削ホイールには研削水が供給され、ウェーハの研削時には、この研削水がウェーハと各研削砥石との接触部に供給されるように構成されている。そして、ウェーハが不純物によって汚染されるのを防止するために、研削水としては、通常は純水が使用されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００６−２３７３３３号公報

しかし、純水は高価であるため、研削のすべての段階において純水を用いると、生産コストが増大するという問題がある。そこで、本発明が解決しようとする課題は、ウェーハの研削時に研削水として純水を使用することにより増大している生産コストを低減することにある。

本発明は、ウェーハを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウェーハを粗研削する第一の研削ホイールを備えた第一の研削手段と、第一の研削手段によって粗研削されたウェーハを仕上げ研削する第二の研削ホイールを備えた第二の研削手段と、第一の研削ホイールに研削水を供給する第一の研削水供給手段と、第二の研削ホイールに研削水を供給する第二の研削水供給手段とを少なくとも備えた研削装置に関するもので、第二の研削水供給手段は、純水を貯留する純水源と、純水を第二の研削ホイールに送り込む純水送り部とから構成され、第一の研削水供給手段は、第二の研削水供給手段から第二の研削ホイールに供給され廃液となった研削水を回収する廃液回収部と、廃液回収部が回収した廃液を第一の研削ホイールに送り込む廃液送り部とから構成され、使用済みの研削水を収容する研削水収容部を備え、研削水収容部は、立設した壁部によって囲まれて凹状に形成され、第一の研削手段において使用された研削水と第二の研削手段において使用された研削水とが混じらないようにするための境界部を備えている。

廃液送り部には、廃液に含まれる混入物を除去するフィルターを備えることが望ましい。

本発明は、第一の研削手段の第一の研削ホイールに供給する研削水として、第二の研削ホイールで使用された廃液を再利用するため、実質的に純水の使用料を５０％に抑えることができ、生産コストの低減を図ることができる。一方、廃液を研削水として使用することにより仮にウェーハに研削屑が混入したとしても、その後の第二の研削手段による研削によってその研削屑は除去されるため、ウェーハの品質に影響を及ぼすことはなく、廃液を使用しても弊害は生じない。

図１に示す研削装置１は、ウェーハを保持して回転可能な複数のチャックテーブル２と、各チャックテーブルに保持されたウェーハに対して粗研削を施す第一の研削手段３と、第一の研削手段３によって粗研削されたウェーハの被研削面を仕上げ研削する第二の研削手段４と、第一の研削手段３を垂直方向に研削送りする第一の研削送り手段５と、第二の研削手段４を垂直方向に研削送りする第二の研削送り手段６とを備えている。

研削装置１には、研削前のウェーハを収容する第一のカセット７ａ及び研削済みのウェーハを収容する第二のカセット７ｂとを備えている。第一のカセット７ａ及び第二のカセット７ｂの近傍には、第一のカセット７ａから研削前のウェーハを搬出すると共に、研削済みのウェーハを第二のカセット７ｂに搬入する機能を有する搬出入手段８が配設されている。

搬出入手段８は、屈曲自在なアーム部８０の先端にウェーハを保持する保持部８１が設けられた構成となっており、保持部８１の可動域には、加工前のウェーハの位置合わせをする位置合わせ手段９及び研削済みのウェーハを洗浄する洗浄手段１０が配設されている。

位置合わせ手段９の近傍には第一の搬送手段１１ａが配設され、洗浄手段１０の近傍には第二の搬送手段１１ｂが配設されている。第一の搬送手段１１ａは、位置合わせ手段９に載置された研削前のウェーハをいずれかのチャックテーブル２に搬送する機能を有し、第二の搬送手段１１ｂは、いずれかのチャックテーブル２に保持された研削済みのウェーハを洗浄手段１０に搬送する機能を有する。複数のチャックテーブル２は、ターンテーブル１２によって自転及び公転可能に支持されており、ターンテーブル１２の回転によって、いずれかのチャックテーブルが第一の搬送手段１１ａ及び第二の搬送手段１１ｂの近傍に位置付けされる構成となっている。

第一の研削手段３は、垂直方向の軸心を有する第一のスピンドル３０と、第一のスピンドル３０を回転可能に支持する第一のハウジング３１と、第一のスピンドル３０の一端に連結された第一のモータ３２と、第一のスピンドル３０の他端に設けられた第一のホイールマウント３３と、第一のホイールマウント３３に装着された第一の研削ホイール３４とから構成され、第一のモータ３２の駆動により第一のスピンドル３０が回転し、それに伴い第一の研削ホイール３４も回転する構成となっている。第一の研削ホイール３４の下面には、チャックテーブル２に保持されたウェーハに接触して研削する第一の研削砥石３４０がリング状に固着されており、第一の研削ホイール３４の回転に伴い第一の研削砥石３４０も円弧状の回転軌道を描きながら回転する構成となっている。第一の研削砥石３４０としては、粗研削用の砥石が用いられる。

第二の研削手段４は、垂直方向の軸心を有する第二のスピンドル４０と、第二のスピンドル４０を回転可能に支持する第二のハウジング４１と、第二のスピンドル４０の一端に連結された第二のモータ４２と、第二のスピンドル４０の他端に設けられた第二のホイールマウント４３と、第二のホイールマウント４３に装着された第二の研削ホイール４４とから構成され、第二のモータ４２の駆動により第二のスピンドル４０が回転し、それに伴い第二の研削ホイール４４も回転する構成となっている。第二の研削ホイール４４の下面には、チャックテーブル２に保持されたウェーハに接触して研削する第二の研削砥石４４０がリング状に固着されており、第二の研削ホイール４４の回転に伴い第二の研削砥石４４０も円弧状の回転軌道を描きながら回転する構成となっている。第二の研削砥石４４０としては、仕上げ研削用の砥石が用いられる。

第一の研削送り手段５は、垂直方向の軸心を有するボールネジ５０と、ボールネジ５０と平行に配設された一対のガイドレール５１と、ボールネジ５０に連結されボールネジ５０を回動させるパルスモータ５２と、内部のナットがボールネジ５０に螺合すると共に側部がガイドレールに摺接する昇降部５３とから構成され、パルスモータ５２に駆動されてボールネジ５０が回動するのに伴い昇降部５３がガイドレール５１にガイドされて昇降する構成となっている。昇降部５３は第一の研削手段３を支持しており、昇降部５３の昇降によって第一の研削手段３も昇降する。

第二の研削送り手段６は、垂直方向の軸心を有するボールネジ６０と、ボールネジ６０と平行に配設された一対のガイドレール６１と、ボールネジ６０に連結されボールネジ６０を回動させるパルスモータ６２と、内部のナットがボールネジ６０に螺合すると共に側部がガイドレールに摺接する昇降部６３とから構成され、パルスモータ６２に駆動されてボールネジ６０が回動するのに伴い昇降部６３がガイドレール６１にガイドされて昇降する構成となっている。昇降部６３は第二の研削手段４を支持しており、昇降部６３の昇降によって第二の研削手段４も昇降する。

図２に示すように、第一の研削ホイール３４及び第二の研削ホイール４４は、それぞれが、リング基台３４１、４４１の下面に第一の研削砥石３４０、第二の研削砥石４４０が円弧状に固着された構成となっており、リング基台３４１、４４１には、上下方向に貫通して研削水を下方に吐出する研削水流路３４１ａ、４４１ａと、第一の研削ホイール３４、第二の研削ホイール４４を第一のホイールマウント３３、第二のホイールマウント４３にそれぞれネジ止めするためのネジ穴３４１ｂ、４４１ｂが形成されている。

図３に示すように、研削水流路３４１ａ、４４１ａは、第一の研削手段３及び第二の研削手段４を構成する第一のスピンドル３０及び第二のスピンドル４０の内部に連通しており、第一のスピンドル３０及び第二のスピンドル４０の内部を流れた研削水３５、４５が第一の研削ホイール３４及び第二の研削ホイール４４の下方からウェーハに向けて吐出される構成となっている。

図１に示すように、装置周囲において立設した壁部１３０によって囲まれた凹状部分は、使用済みの研削水を収容する研削水収容部１３を構成しており、研削水収容部１３には、第一の研削手段３において使用された研削水と第二の研削水において使用された研削水とが混じらないようにするための境界部１４が形成されている。そして、研削水収容部１３は、境界部１４によって第一収容領域１３ａと第二収容領域１３ｂとに区画されている。第一収容領域１３ａには使用済みの研削水を外部に排出する排水孔１５が配設されており、第二収容領域１３ｂには使用済みの研削水を廃液回収部１７へと導く廃液排出部１６が配設されている。

図３に示した第一の研削手段３の研削水流路３４１ａに対しては、図１に示すように、第一の研削水供給手段１００から廃液が供給される。第一の研削水供給手段１００は、廃液回収部１７によって回収された廃液を、フィルター１８を介して廃液送り部（ポンプ）１９によって、中空に形成された第一のスピンドル３０の上部から研削水流路３４１ａに対して送り込む構成となっており、図３に示した研削水流路３４１ａを介して第一の研削ホイール３４に廃液が供給される。廃液回収部１７は、第二の研削手段４において使用され廃液排出部１６から流れ込んだ廃液を回収して貯留するものであり、ここに貯留された廃液は、フィルター１８によって研削屑等の混入物が除去された後、廃液送り部１９によって第一の研削手段３に送り込まれる。そして、送り込まれた廃液は、第一の研削ホイール３４から吐出され、粗研削における研削水として使用される。

図３に示した第二の研削手段４の研削水流路４４１ａに対しては、図１に示すように、第二の研削水供給手段１０１から純水が供給される。第二の研削水供給手段１０１は、純水源２０に貯留された純水を、純水送り部２１によって、中空に形成された第二のスピンドル４０の上部から研削水流路４４１ａを介して第二の研削ホイール４４に送り込む構成となっており、送り込まれた純水は、第二の研削ホイール４４から吐出され、仕上げ研削における研削水として使用される。

図４に示すように、研削対象のウェーハＷの研削されない側の面には保護テープＴが貼着される。ウェーハＷの表面Ｗ１には、分割予定ラインＳによって区画されて複数のデバイスＤが形成されており、この表面Ｗ１に保護テープＴを貼着することによりデバイスＤを保護する。そして、図５に示すように、表面Ｗ１に保護テープＴが貼着され裏面Ｗ２が露出したウェーハＷは、第一のカセット７ａに複数収容される。

次に、図１に示した研削装置を用いて、第一のカセット７ａに収容されたウェーハＷの裏面Ｗ２を研削する場合について説明する。まず、第一のカセット７ａに収容されたウェーハＷは、搬出入手段８によって取り出されて位置合わせ手段９に搬送される。そして、位置合わせ手段９においてウェーハＷが一定の位置に位置合わせされた後に、表面Ｗ１に貼着された保護テープＴ側がチャックテーブル２に保持され、裏面Ｗ２が露出した状態となる。

次に、ターンテーブル１２が反時計回りに所定角度（図示の例では１２０度）回転することによってウェーハＷが第一の研削手段３の下方に移動する。そして、チャックテーブル２の回転に伴ってウェーハＷが回転すると共に、スピンドル３０の回転に伴って研削ホイール３４が回転し、第一の研削送り手段５によって第一の切削手段３が下方に研削送りされて下降する。そうすると、回転する研削砥石３４０がウェーハＷの裏面Ｗ２に接触して当該裏面が粗研削される。粗研削中は、図６に示すように、廃液送り部１９によって廃液回収部１７から研削水流路３４１ａに送り込まれた廃液が、ウェーハＷと第一の研削砥石３４０との接触部位に供給される。

粗研削終了後は、ターンテーブル１２が所定角度回転することにより、粗研削されたウェーハＷが第二の研削手段４の下方に移動する。そして、チャックテーブル２の回転に伴ってウェーハＷが回転すると共に、スピンドル４０の回転に伴って研削ホイール４４が回転し、第二の研削送り手段６５によって第二の研削手段４が下方に研削送りされて下降する。そうすると、回転する研削砥石４４０がウェーハＷの裏面に接触して当該裏面が仕上げ研削される。仕上げ研削中は、図７に示すように、純水源２０に蓄えられた純水が純水送り部（ポンプ）２１によって研削水流路４４１ａに送り込まれ、その純水が第一の研削ホイール３４から吐出されて研削水となる。

こうして仕上げ研削に使用された純水は、廃液排出孔１６から廃液回収部１７に流れ込み、廃液回収部１７に貯留された廃液は、粗研削において再利用されるため、粗研削を行う第一の研削手段３においては純水を使用する必要がない。使用済みの廃液の中には研削屑、砥粒等の異物が混入していることもあるが、研削砥石４４０を構成する砥粒は研削砥石３４０を構成する砥粒より粒径が小さく、粗研削において廃液を使用したことにより仮にウェーハに異物が混入したとしても、仕上げ研削において除去できるため、廃液に異物が混入していることは問題にはならない。図示の例ではフィルター１８を介して廃液回収部１７から廃液を取り出す構成としているが、フィルター１８は必須ではない。

仕上げ研削の終了後は、ターンテーブル１２が所定角度回転することにより、研削されたウェーハＷを保持するチャックテーブル２が第二の搬送手段１１ｂの近傍に移動する。そして、ウェーハＷが第二の搬送手段１１ｂによって保持されて洗浄手段１０に搬送され。洗浄手段１０では、保持テーブル１１０において被研削面が露出した状態でウェーハＷが保持され、保持テーブル１００が回転すると共に洗浄水が噴出されて、被研削面に付着した研削屑が除去される。

洗浄後のウェーハＷは、搬出入手段８によって保持されて第二のカセット７ｂに収容される。以上のような一連の工程を、第一のカセット７ａに収容されてすべてのウェーハに対して行う。

研削装置の一例を示す斜視図である。研削ホイールの一例を示す斜視図である。研削水流路を略示的に示す断面図である。ウェーハ及び保護テープを示す斜視図である。表面に保護テープが貼着されたウェーハを示す斜視図である。粗研削の状態を示す斜視図である。仕上げ研削の状態を示す斜視図である。

符号の説明

１：研削装置
２：チャックテーブル
３：第一の研削手段
３０：スピンドル３１：ハウジング３２：モータ３３：ホイールマウント
３４：研削ホイール
３４０：研削砥石３４１：リング基台３４１ａ：研削水流路３４１ｂ：ネジ穴
３４０Ｒ：回転軌道３４０ＲＷ：接触位置
４：第二の研削手段
４０：スピンドル４１：ハウジング４２：モータ４３：ホイールマウント
４４：研削ホイール
４４０：研削砥石４４１：リング基台４４１ａ：研削水流路４４１ｂ：ネジ穴
４４０Ｒ：回転軌道４４０ＲＷ：接触位置
５：第一の研削送り手段
５０：ボールネジ５１：ガイドレール５２：パルスモータ５３：昇降部
６：第二の研削送り手段
６０：ボールネジ６１：ガイドレール６２：パルスモータ６３：昇降部
７ａ：第一のカセット７ｂ：第二のカセット
８：搬出入手段
８０：アーム部８１：保持部
９：位置合わせ手段
１０：洗浄手段
１１ａ：第一の搬送手段１１ｂ：第二の搬送手段
１２：ターンテーブル
１３：研削水収容部１３０：壁部１３ａ：第一収容領域１３ｂ：第二収容領域
１４：境界部１５：排水孔１６：廃液排出部１７：廃液回収部
１８：フィルター１９：廃液送り部２０：純水源２１：純水送り部
Ｗ：ウェーハ
Ｗ１：表面Ｓ：分割予定ラインＤ：デバイス
Ｗ２：裏面１００、１０１：研削痕
Ｗａ：回転中心Ｗｂ：周縁部
Ｔ：保護テープ

Claims

ウェ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ェーハを粗研削する第一の研削ホイールを備えた第一の研削手段と、該第一の研削手段によって粗研削されたウェーハを仕上げ研削する第二の研削ホイールを備えた第二の研削手段と、該第一の研削ホイールに研削水を供給する第一の研削水供給手段と、該第二の研削ホイールに研削水を供給する第二の研削水供給手段とを少なくとも備えた研削装置であって、
該第二の研削水供給手段は、純水を貯留する純水源と、該純水を該第二の研削ホイールに送り込む純水送り部とから構成され、
該第一の研削水供給手段は、該第二の研削水供給手段から該第二の研削ホイールに供給され廃液となった研削水を回収する廃液回収部と、該廃液回収部が回収した廃液を該第一の研削ホイールに送り込む廃液送り部とから構成され、
使用済みの研削水を収容する研削水収容部を備え、
該研削水収容部は、立設した壁部によって囲まれて凹状に形成され、該第一の研削手段において使用された研削水と該第二の研削手段において使用された研削水とが混じらないようにするための境界部を備えた
研削装置。
前記廃液送り部には、前記廃液に含まれる混入物を除去するフィルターを備えた
請求項１に記載の研削装置。