JP5259298B2 - ウエーハの研削方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウエーハを生産性良く研削可能なウエーハの研削方法に関する。

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、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。

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保持面を備え回転可能な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ホイールを回転可能に装着した研削手段と、研削手段をチャックテーブルの保持面に対して垂直方向に接近及び離反させる研削送り手段とから少なくとも構成されていて、ウエーハを所定の厚みに研削することができる（例えば、特開２００４−３２２２４７号公報参照）。

一般的なウエーハの研削方法では、ウエーハを所定の厚みに研削する際に、当初の研削送り速度を５μｍ／秒程度と比較的高速とし、所望の厚みに近づくに連れて１μｍ／秒程度まで減速して研削を遂行し、ウエーハの研削面からダメージ層を除去するように研削送り手段を制御している。
特開２００４−３２２２４７号公報

上述した従来の一般的な研削方法では、所望の厚みに近づくに連れて減速して研削を遂行するため、研削を終了するまでに比較的研削時間がかかり生産性が悪いという問題がある。

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、効率良くウエーハを研削可能なウエーハの研削方法を提供することである。

本発明によると、ウエーハを保持する保持面を備え回転可能な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ホイールを回転可能に装着した研削手段と、該研削手段を該チャックテーブルの保持面に対して垂直方向に接近及び離反させる研削送り手段とを具備した研削装置を用いたウエーハの研削方法であって、該研削送り手段を作動して該チャックテーブルに保持されたウエーハに対して該研削手段を接近させ、一定の研削送り速度で該研削ホイールをウエーハに接触させて研削する粗研削工程と、ウエーハの仕上がり厚さに達する前に該研削ホイールの回転数を増大させ前記一定の研削送り速度で研削を遂行する仕上げ研削工程と、ウエーハの厚さが仕上がり厚さに達した際、該研削送り手段を逆転して該研削ホイールを該チャックテーブルに保持されたウエーハから離反させる研削終了工程と、を備え、前記一定の送り速度は３μｍ／秒〜６μｍ／秒の範囲内であり、前記仕上げ研削工程において該研削ホイールの回転数を２０００ｒｐｍから１００００ｒｐｍに増大させることを特徴とするウエーハの研削方法が提供される。

本発明によると、研削ホイールの研削送り速度を高速に維持した状態で所定の厚みまでウエーハを研削し、その後、研削送り速度を高速に維持した状態で研削ホイールの回転速度を増大させ、ウエーハの裏面から研削ダメージを除去して仕上げ研削工程を遂行するようにしたので、研削時間を短縮することができ生産性が向上する。

以下、本発明実施形態のウエーハの研削方法を図面を参照して詳細に説明する。図１は所定の厚さに加工される前の半導体ウエーハの斜視図である。図１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（分割予定ライン）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。

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。又、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。

半導体ウエーハ１１の表面１１ａには、保護テープ貼着工程により保護テープ２３が貼着される。従って、半導体ウエーハ１１の表面１１ａは保護テープ２３によって保護され、図２に示すように裏面１１ｂが露出する形態となる。

次に、図３を参照して、本発明の研削方法を実施するのに適した研削装置の一例について説明する。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、上下方向に伸びる一対のガイドレール８が固定されている。

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、ハウジング１２と、ハウジング１２を保持する支持部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。

図４も併せて参照すると、研削ユニット１０はハウジング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マウンタ２０と、マウンタ２０に螺子締結され環状に配設された複数の研削砥石２４を有する研削ホイール２２と、スピンドル１８を回転駆動するサーボモータ２６を含んでいる。

研削装置２は、研削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボール螺子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（研削送り手段）３２を備えている。パルスモータ３０をパルス駆動すると、ボール螺子２８が回転し、移動基台１６が上下方向に移動される。

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図３に示されたウエーハ着脱位置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。

サーボモータ２６及びパルスモータ３０は制御手段４４により制御される。制御手段４４は、研削送り速度制御部４６と、研削量算出部４８と、研削量算出部４８の出力信号及びマップ５０の出力信号が入力される回転速度制御部５２を有している。

マップ５０には、ウエーハ１１の研削量とサーボモータ２６の回転速度との関係がプロットされている。研削送り速度制御部４６でパルスモータ３０を制御して、研削ユニット移動機構３２の送り速度を制御する。回転速度制御部５２は研削量制御部４８及びマップ５０の出力に基づいて、サーボモータ２６の回転速度を制御する。

このように構成された研削装置２の本発明実施形態の研削方法について以下に説明する。図３に示すウエーハ着脱位置Ａに位置付けられたチャックテーブル３６上に、図２に示された保護テープ２３が貼付されたウエーハ１１を保護テープ２３を下にして吸引保持する。次いで、チャックテーブル３６をＹ軸方向に移動して図３及び図４（Ａ）に示す研削位置Ｂに位置付ける。

このように位置付けられたウエーハ１１に対して、一定の研削送り速度で研削ホイール２２をウエーハ１１に接触させて研削する粗研削工程を遂行する。即ち、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２０００ｒｐｍで回転させるとともに、研削ユニット移動機構３２を作動して研削砥石２２をウエーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。

そして、研削ホイール２２を所定の研削送り速度（例えば３〜６μｍ／秒）で下方に所定量研削送りして、ウエーハ１１の粗研削を実施する。この粗研削は研削ホイール２２を前記所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りして遂行するため、粗研削の経過時間に応じて研削量算出部４８で研削量を算出できる。

よって、研削量が５００μｍになった時点で回転速度制御部５２により研削ホイール２２の回転速度１００００ｒｐｍになるまで連続的に増加させ、研削量が６００μｍになるまで仕上げ研削を遂行する。このとき、研削ホイール２２の研削送り速度は減速せずに前記所定の研削送り速度を維持する。

図示しない接触式の厚み測定ゲージによってウエーハ１１の厚みを測定しながら仕上げ研削を実施し、ウエーハ１１を所望の厚み、例えば１００μｍに仕上げる。研削加工を実施すると、粗研削工程及び仕上げ研削工程とも、ウエーハ１１の裏面（被研削面）１１ｂには、図４（Ｂ）に示すように多数の弧が放射状に描かれた模様を呈する研削条痕３１が残留する。

本実施形態の研削方法では、研削送り速度を減速せずに高速に維持した状態で研削ホイール２２の回転速度を連続的に増大させるように制御するので、研削砥石２４による研削能力を連続的に増大することができ、ウエーハ１１の裏面から研削ダメージを除去して仕上げ研削工程を遂行することができる。その結果、研削時間を短縮することができ、生産性が向上する。

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３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の吸引を解除してチャックテーブル３６上からウエーハ１１をとり外す。

半導体ウエーハの表面側斜視図である。 保護テープが貼着された半導体ウエーハの裏面側斜視図である。 本発明実施形態のウエーハの研削方法を実施するのに適した制御手段のブロック図及び研削装置の斜視図である。 研削加工時の研削砥石とチャックテーブルに保持されたウエーハとの位置関係を示す斜視図である。

符号の説明

２ 研削装置
１０ 研削ユニット
１１ 半導体ウエーハ
２２ 研削ホイール
２３ 保護テープ
２４ 研削砥石
３６ チャックテーブル
４６ 研削送り速度制御部
４８ 研削量算出部
５２ 回転速度制御部

Claims (1)

1. ウエーハを保持する保持面を備え回転可能な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ホイールを回転可能に装着した研削手段と、該研削手段を該チャックテーブルの保持面に対して垂直方向に接近及び離反させる研削送り手段とを具備した研削装置を用いたウエーハの研削方法であって、
   該研削送り手段を作動して該チャックテーブルに保持されたウエーハに対して該研削手段を接近させ、一定の研削送り速度で該研削ホイールをウエーハに接触させて研削する粗研削工程と、
   ウエーハの仕上がり厚さに達する前に該研削ホイールの回転数を増大させ前記一定の研削送り速度で研削を遂行する仕上げ研削工程と、
   ウエーハの厚さが仕上がり厚さに達した際、該研削送り手段を逆転して該研削ホイールを該チャックテーブルに保持されたウエーハから離反させる研削終了工程と、を備え、
   前記一定の送り速度は３μｍ／秒〜６μｍ／秒の範囲内であり、前記仕上げ研削工程において該研削ホイールの回転数を２０００ｒｐｍから１００００ｒｐｍに増大させることを特徴とするウエーハの研削方法。

Images