JP5448337B2 - ウェーハ研削装置およびウェーハ研削方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ウェーハを吸着保持してその裏面を研削するウェーハ研削方法およびそのような方法を実施するウェーハ研削装置に関する。
半導体製造分野においてはウェーハが年々大型化する傾向にあり、また、実装密度を高めるためにウェーハの薄膜化が進んでいる。ウェーハを薄膜化するために、半導体ウェーハの裏面を研削するいわゆる裏面研削（バックグラインド）が行われる。例えば特許文献１には、真空の吸引力を利用したチャックにウェーハを吸着保持させてウェーハの裏面を研削する技術が開示されている。
図５は特許文献１に開示されるような従来技術におけるウェーハ研削装置の略図である。ウェーハの裏面を研削するときには、ウェーハ４０の表面４１には表面保護フィルム１１が貼付けられる。この表面保護フィルム１１は、表面４１に形成された回路パターン（図示しない）を保護する役目を果たす。図５に示されるように、ウェーハ４０はその裏面４２が上方を向くように、吸着部２６０に吸着保持される。
次いで、図５の実線矢印で示されるように、互いに回転する研削砥石２８０とウェーハ４０との接点に研削水が供給される。
特開２０００−２１９５２号公報
研削水の大部分は、ウェーハ４０の裏面４２に供給される。しかしながら、図示されるように、一部の研削水は、ウェーハ４０の表面４１と表面保護フィルム１１との間の境界面４５に直接的に衝突する。その結果、従来技術におけるウェーハ研削装置の部分断面図である図６に示されるように、表面保護フィルム１１がウェーハ４０の縁部から剥離する事態が生じる。
そのような場合には、研削水がウェーハ４０と表面保護フィルム１１との間に流入して、ウェーハ４０の表面４１における回路パターンを汚染することになりうる。そして、研削水がさらに流入すると、表面保護フィルム１１はさらに剥離するようになる。その結果、表面保護フィルム１１が吸着部２６０に保持された状態で、ウェーハ４０が吸着部２６０から脱落する可能性もある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ウェーハの裏面研削時に表面保護用のフィルムがウェーハから剥離するのを防止することのできるウェーハ研削方法およびそのような方法を実施するウェーハ研削装置を提供することを目的とする。
前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、表面にフィルムが貼付けられているウェーハの裏面が上方を向くように前記ウェーハを保持する保持手段と、該保持手段により保持された前記ウェーハの前記裏面を研削する研削手段と、前記保持手段周りに配置された障壁部とを具備し、前記保持手段が前記ウェーハを保持していない状態で、前記研削手段により前記障壁部の頂面を研削することによって、前記障壁部の頂面は前記保持手段により保持されるべき前記ウェーハの前記裏面と該ウェーハの前記表面との間に位置するようにされており、前記障壁部の頂面を前記保持手段により保持されるべき前記ウェーハの前記裏面と該ウェーハの前記表面との間に位置させた後で、前記保持手段が前記ウェーハを保持した状態で、前記研削手段が前記ウェーハの前記裏面を研削するようにした、ウェーハ研削装置が提供される。
すなわち１番目の発明においては、研削水はウェーハの裏面または障壁部に衝突するので、研削水がウェーハとフィルムとの間の境界面に直接的に供給されるのが防止される。従って、ウェーハの裏面研削時に、研削水によってフィルムがウェーハから剥離するのを避けられる。さらに、研削手段が障壁部の頂面に接触することなしに、ウェーハの裏面を研削することができる。さらに、ウェーハの裏面研削量が異なる場合であっても、障壁部の頂面の高さを容易かつ簡易に調節できる。
２番目の発明によれば、１番目の発明において、さらに、前記研削手段による前記ウェーハの研削時において、前記保持手段により保持された前記ウェーハの外周部と前記障壁部との間の隙間に流体を供給する流体供給手段を具備する。
すなわち２番目の発明においては、ウェーハの外周部と障壁部との間の隙間に堆積する研削屑を押流すことができる。
すなわち２番目の発明においては、ウェーハの外周部と障壁部との間の隙間に堆積する研削屑を押流すことができる。
３番目の発明によれば、表面にフィルムが貼付けられているウェーハの裏面が上方を向くように前記ウェーハを保持するようになっている保持手段の周囲に障壁部を配置し、前記保持手段が前記ウェーハを保持していない状態で、前記障壁部の頂面を研削し、それにより、前記障壁部の頂面を、前記保持手段により保持されるべき前記ウェーハの前記裏面と該ウェーハの前記表面との間に位置するようにし、前記ウェーハの前記裏面が上方を向くように前記ウェーハを前記保持手段に保持し、前記ウェーハの前記裏面を研削する、ウェーハ研削方法が提供される。
すなわち３番目の発明においては、研削水はウェーハの裏面または障壁部に衝突するので、研削水がウェーハとフィルムとの間の境界面に直接的に供給されるのが防止される。従って、ウェーハの裏面研削時に、研削水によってフィルムがウェーハから剥離するのを避けられる。
４番目の発明によれば、３番目の発明において、さらに、前記ウェーハを研削するときに、前記保持手段により保持された前記ウェーハの外周部と前記障壁部との間の隙間に流体を供給する。
すなわち４番目の発明においては、ウェーハの外周部と障壁部との間の隙間に堆積する研削屑を押流すことができる。
すなわち４番目の発明においては、ウェーハの外周部と障壁部との間の隙間に堆積する研削屑を押流すことができる。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は、本発明を適用可能なウェーハ処理装置の概略平面図である。ウェーハ処理装置１０は、ウェーハの裏面を研削する裏面研削ユニット１２と、ウェーハにダイシングテープを貼付するダイシングテープ貼付ユニット１４とを主に有している。これら各ユニットは、図示しない制御装置によって制御されている。ダイシングテープ貼付ユニット１４で処理されたウェーハは、概略図示したダイシングユニット１６に搬送されて、ダイシングされる。
図１は、本発明を適用可能なウェーハ処理装置の概略平面図である。ウェーハ処理装置１０は、ウェーハの裏面を研削する裏面研削ユニット１２と、ウェーハにダイシングテープを貼付するダイシングテープ貼付ユニット１４とを主に有している。これら各ユニットは、図示しない制御装置によって制御されている。ダイシングテープ貼付ユニット１４で処理されたウェーハは、概略図示したダイシングユニット１６に搬送されて、ダイシングされる。
裏面研削ユニット１２には、複数のウェーハ４０を収納するウェーハカセット２０Ａ、２０Ｂが設けられている。ウェーハ４０はロボットアーム２２Ａ、２２Ｂによってウェーハカセット２０Ａ、２０Ｂから１つずつ取出される。次にウェーハ４０は、その裏面を上方に向けた状態で回転ステージ２４のテーブル２９に吸着保持される。なお、ウェーハ４０の表面には複数の回路パターン（図示しない）が既に形成されており、回路パターンを保護する表面保護フィルム１１がウェーハ表面に貼付されている。
次いで、裏面研削ユニット１２の研削部２８Ａ、２８Ｂが駆動してウェーハ４０の裏面を研削する。これら研削部２８Ａ、２８Ｂは、前述した研削砥石２８０と同様に、研削水をその接線方向に供給する研削水供給部を備えている。裏面研削することにより、ウェーハ４０の厚さは所望の厚さ、例えば５０マイクロメートルまで低減する。
ウェーハ４０の裏面研削が終了すると、ウェーハ４０はロボットアーム３０によって裏面研削ユニット１２からダイシングテープ貼付ユニット１４に搬送され、公知の手法によってダイシングテープ３２がウェーハ４０の裏面に貼付される。次に、ウェーハ４０の表面に貼付された表面保護フィルムが公知の手法によって剥離され、その後ウェーハ４０はダイシングユニット１６に搬送されて所定の大きさにダイシングされる。
図２（ａ）は裏面研削ユニット１２の回転ステージ２４に設けられた一つのテーブル２９の頂面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示されるテーブルの側断面図である。テーブル２９は、カップ状のベース２１と、ベース２１の上面に埋込まれた吸着部２６とから主に構成される。図２（ｂ）から分かるように、吸着部２６の上面は、ベース２１の外周部上面２５と同一平面になっている。ベース２１の外径はウェーハの直径よりも大きく、また、吸着部２６の外径はウェーハの直径よりも小さいものとする。なお、図示されるように、テーブル２９は回転軸線３４回りに回転可能に構成されている。
吸着部２６は例えば多孔質のアルミナから形成されており、ベース２１は例えば緻密なアルミナから形成されている。そして、図示されるように、真空ポンプなどの真空手段３６が管路３７を通じてベース２１の内部空間４８に接続されている。吸着部２６の下面は内部空間４８に露出しているので、真空手段３６を駆動すると、吸着部２６の上面に吸引力が生じるようになる。
図２（ａ）および図２（ｂ）から分かるように、本発明においては、ベース２１周りに障壁部６０が配置されている。障壁部６０はベース２１の外径とほぼ同じ内径を有する略リング型の部材である。また、障壁部６０は例えばベース２１と同一の材料から形成されている。あるいは、ベース２１は研削部２８Ａ、２８Ｂにより研削可能な他の材料から形成されていてもよい。
図２（ｂ）に示されるように、障壁部６０は固定具６５を障壁部６０の孔およびベース２１の外周面に形成された凹部に挿入することによって固定される。このとき、障壁部６０の上面６１は吸着部２６の上面から所定距離Ａ０だけ上方に位置するようになる。
以下、図３（ａ）から図３（ｄ）の側断面図を参照しつつ、本発明に基づく裏面研削ユニット１２の動作を説明する。なお、簡潔にする目的で、図３（ａ）から図３（ｄ）には、真空手段３６および固定具６５等は示していない。
はじめに、図３（ａ）に示されるように、研削部２８Ａを用いて障壁部６０の上面６１を研削する。図示されるように、このとき、ウェーハ４０は吸着部２６に吸引されておらず、従って、真空手段３６も起動していない。障壁部６０の上面６１に対する研削作用は、吸着部２６の上面から障壁部６０の上面６１までの距離が所定距離Ａ１（Ａ１は正の値）になるまで行われる（図３（ｂ）を参照されたい）。
次いで、洗浄ユニット２７（図１を参照されたい）を用いてテーブル２９を洗浄し、障壁部６０の研削により生じた研削屑をテーブル２９、特に吸着部２６から排除する。その後、図３（ｃ）に示されるように、ウェーハ４０の裏面４２が上方を向くように、ウェーハ４０をテーブル２９の吸着部２６に配置する。次いで、真空手段３６を起動して、ウェーハ４０を吸着部２６に吸引保持する。以後の処理は、ウェーハ４０を吸引保持した状態で行われる。
図３（ｃ）から分かるように、ウェーハ４０を吸着部２６に吸引保持させると、ウェーハ４０の裏面４２（上面）は障壁部６０の上面６１よりも上方に位置するようになる。一方、ウェーハ４０の表面４１は、吸着部２６に近接する。しかしながら、ウェーハ４０の表面４１には表面保護フィルム１１が貼付けられているので、ウェーハ４０の表面４１に形成されている回路パターン（図示しない）が吸着部２６に直接的に接触することはない。
次いで、図３（ｄ）に示されるように、研削部２８Ｂによって、ウェーハ４０の裏面４２を研削する。なお、ウェーハ４０の裏面４２を研削するために、研削部２８Ａを再利用してもよい。そして、ウェーハ研削装置の部分断面図である図４に示されるように、ウェーハ４０の裏面４２と障壁部６０の上面６１との間の距離が所定距離Ａ２になるまで研削を継続する。そして、ウェーハ４０と障壁部６０との間の距離が所定距離Ａ２に達すると、ウェーハ４０の裏面４２の研削を終了する。
ここで、所定距離Ａ２は、研削部２８Ｂが障壁部６０の上面６１に接触しない程度に定められる微小の値である。裏面研削後におけるウェーハ４０の厚さと表面保護フィルム１１の厚さとの合計値から所定距離Ａ２を減算することにより、障壁部６０を研削した後における障壁部６０の上面６１と吸着部２６との間の距離Ａ１（図３（ｂ））が得られる。裏面研削後におけるウェーハ４０の厚さは仕様により予め定まっており、また表面保護フィルム１１の厚さも分かっている。言い換えれば、距離Ａ１の値は、ウェーハ４０の研削量に応じて異なる。そして、本発明においては、障壁部６０の上面６１を研削するようにしているので、ウェーハ４０の裏面研削量が異なる場合であっても、障壁部６０の頂面６１の高さを容易かつ簡易に調節することが可能である。
前述したように図３（ｄ）に示される裏面研削時には、研削部２８Ｂの研削水供給部から研削水がウェーハ４０に向かって供給される（図５を参照されたい）。本発明においては、テーブル２９周りに障壁部６０が配置されているので、図４において矢印Ｘで示されるように、研削水はウェーハ４０の裏面４２または障壁部６０の上面６１に衝突する。すなわち、本発明においては、研削水はウェーハ４０と表面保護フィルム１１との間の境界面に直接的に供給されることはない。従って、ウェーハ４０の裏面研削時に、研削水によって表面保護フィルム１１がウェーハ４０から剥離するのを避けられる。
それゆえ、本発明においては、研削水はウェーハ４０と表面保護フィルム１１との間に流入することはなく、従って、表面４１の回路パターン（図示しない）が汚染されるのを防止できる。また、表面保護フィルム１１が剥離しないので、ウェーハ４０が吸着部２６から脱落することもない。従って、ウェーハ４０が破損する危険性を避けることも可能である。
ところで、図４においては、ベース２１の外周部上面２５から下面２３まで延びる通路４３が形成されている。このような通路４３は、外周部上面２５においてベース２１の周方向に等間隔で形成されているものとする。そして、図示されるように、これら通路４３は、ポンプＰを介して水源３８、例えば水タンクに接続されている。
本発明においては障壁部６０をテーブル２９周りに配置しているので、ウェーハ４０の縁部と障壁部６０の内周面とベース２１の外周部上面２５との間に環状の隙間が形成される。そして、この環状の隙間が存在する状態でウェーハ４０の裏面４２を研削すると、ウェーハ４０の研削屑が環状の隙間に堆積するようになる。
そのような場合には、ポンプＰを駆動して水源３８からの水を外周部上面２５まで供給する。これにより、環状の隙間内の研削屑が水によって障壁部６０の外側まで押流される。このため、研削屑が環状の隙間に堆積するのを防止することができる。なお、水の供給速度は十分に小さく、外周部上面２５から環状の隙間に供給される水はウェーハ４０と表面保護フィルム１１との間の境界面４５まで直接的に到達しないものとする。このため、水源３８からの水によって、表面保護フィルム１１が剥離することはない。なお、障壁部６０の下面から障壁部６０の内周面まで延びる通路（図示しない）を形成し、それにより、研削屑を押流すようにしてもよい。そのような場合であっても、本発明の範囲に含まれるのは明らかであろう。
１０ ウェーハ処理装置
１１ 表面保護フィルム
１２ 裏面研削ユニット
２１ ベース
２３ 下面
２４ 回転ステージ
２５ 外周部上面
２６ 吸着部
２７ 洗浄ユニット
２８Ａ、２８Ｂ 研削部
２９ テーブル
３４ 回転軸線
３６ 真空手段
３７ 管路
３８ 水源
４０ ウェーハ
４１ 表面
４２ 裏面
４３ 通路
４８ 内部空間
６０ 障壁部
６１ 上面
６５ 固定具
１１ 表面保護フィルム
１２ 裏面研削ユニット
２１ ベース
２３ 下面
２４ 回転ステージ
２５ 外周部上面
２６ 吸着部
２７ 洗浄ユニット
２８Ａ、２８Ｂ 研削部
２９ テーブル
３４ 回転軸線
３６ 真空手段
３７ 管路
３８ 水源
４０ ウェーハ
４１ 表面
４２ 裏面
４３ 通路
４８ 内部空間
６０ 障壁部
６１ 上面
６５ 固定具
Claims (4)
- 表面にフィルムが貼付けられているウェーハの裏面が上方を向くように前記ウェーハを保持する保持手段と、
該保持手段により保持された前記ウェーハの前記裏面を研削する研削手段と、
前記保持手段周りに配置された障壁部とを具備し、
前記保持手段が前記ウェーハを保持していない状態で、前記研削手段により前記障壁部の頂面を研削することによって、前記障壁部の頂面は前記保持手段により保持されるべき前記ウェーハの前記裏面と該ウェーハの前記表面との間に位置するようにされており、
前記障壁部の頂面を前記保持手段により保持されるべき前記ウェーハの前記裏面と該ウェーハの前記表面との間に位置させた後で、前記保持手段が前記ウェーハを保持した状態で、前記研削手段が前記ウェーハの前記裏面を研削するようにした、ウェーハ研削装置。 - さらに、前記研削手段による前記ウェーハの研削時において、前記保持手段により保持された前記ウェーハの外周部と前記障壁部との間の隙間に流体を供給する流体供給手段を具備する請求項１に記載のウェーハ研削装置。
- 表面にフィルムが貼付けられているウェーハの裏面が上方を向くように前記ウェーハを保持するようになっている保持手段の周囲に障壁部を配置し、
前記保持手段が前記ウェーハを保持していない状態で、前記障壁部の頂面を研削し、それにより、前記障壁部の頂面を、前記保持手段により保持されるべき前記ウェーハの前記裏面と該ウェーハの前記表面との間に位置するようにし、
前記ウェーハの前記裏面が上方を向くように前記ウェーハを前記保持手段に保持し、
前記ウェーハの前記裏面を研削する、ウェーハ研削方法。 - さらに、前記ウェーハを研削するときに、前記保持手段により保持された前記ウェーハの外周部と前記障壁部との間の隙間に流体を供給する、ことを含む請求項３に記載のウェーハ研削方法。
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