JP5618657B2 - 加工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、サブストレートに貼り付けられたウエーハ等の被加工物を研削して平坦化する加工方法に関する。
半導体デバイスの製造プロセスでは、半導体ウエーハの表面にＩＣやＣＭＯＳ等の回路素子が複数形成される。回路素子が形成されたウエーハは、研削装置で裏面が研削されて薄化された後、切削装置で切削されて個々のチップへと分割されることで、各種の半導体デバイスが製造されている。製造された半導体デバイスは、携帯電話、ＰＣ（パソコン）等の電子機器に広く利用されている。
近年、電気機器は小型化、薄型化の傾向にあり、組み込まれる半導体デバイスも小型化、薄型化が要求されている。ところが、ウエーハを研削して例えば１００μｍ以下に薄化すると、剛性が著しく低下するためその後のハンドリングが非常に困難になる。更に、場合によってはウエーハに反りが生じ、反りによってウエーハ自体が破損してしまうということがある。
このような問題を解決するために、予め剛性のあるサブストレートに半導体ウエーハを貼り付けた後、ウエーハを研削して薄化する手法が広く採用されている（例えば、特開２００４−２０７６０６号公報参照）。
特開２００４−２０７６０６号公報
ところが、サブストレートに貼り付けたウエーハを研削する場合、サブストレート自身の厚みばらつきに起因して、研削した後のウエーハが高精度に平坦化されないという問題がある。
特に、近年量産されてきている裏面側方向から光信号を取り込むことで光子の損失要因を取り除き、画素の有効面積を広げた裏面照射型イメージセンサでは、ウエーハを薄化するとともに例えばＴＴＶ（ウエーハの厚みの最大値と最小値の差）を１〜２μｍ程度と高精度に平坦化することが切望されている。
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、ウエーハを薄化するとともに高精度に平坦化する加工方法を提供することである。
本発明によると、シリコンウエーハから構成されたサブストレートに貼り付けられたシリコンからなる半導体ウエーハを研削して平坦化する加工方法であって、該サブストレートを研削装置のチャックテーブルで保持するサブストレート保持ステップと、該チャックテーブルで保持された該サブストレートを研削手段で研削して平坦化するサブストレート平坦化ステップと、平坦化された該サブストレートに該半導体ウエーハを貼り付ける貼り付けステップと、該貼り付けステップを実施した後、該半導体ウエーハが貼り付けられた該サブストレート側を該サブストレート平坦化ステップで使用したのと同一のチャックテーブルで保持する半導体ウエーハ保持ステップと、該半導体ウエーハ保持ステップで該チャックテーブルに保持された該半導体ウエーハを、該サブストレート平坦化ステップで使用したのと同一の研削手段で研削して平坦化する半導体ウエーハ研削ステップと、を具備したことを特徴とする加工方法が提供される。
本発明の加工方法では、まず、サブストレートを研削装置のチャックテーブルで保持しながら研削手段で研削して平坦化する。次いで、平坦化されたサブストレートにウエーハを貼り付け、サブストレートに貼り付けられたウエーハは、サブストレートを平坦化したときに使用したのと同一のチャックテーブルと同一の研削手段を用いて平坦化される。従って、研削装置の個体差に起因する厚みばらつきが発生することがなく、ウエーハを薄化するとともに高精度に平坦化することができる。
本発明の加工方法を実施するのに適した研削装置の斜視図である。 サブストレート保持ステップを示す側面図である。 図３（Ａ）はサブストレート平坦化ステップを示す斜視図、図３（Ｂ）はその側面図である。 貼り付けステップを示す分解斜視図である。 被加工物保持ステップを示す側面図である。 図６（Ａ）は被加工物研削ステップを示す斜視図、図６（Ｂ）はその側面図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の加工方法を実施するのに適した研削装置２の斜視図を示している。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、上下方向に延びる一対のガイドレール（一本のみ図示）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、そのハウジング２０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１２に取り付けられている。
研削ユニット１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０中に回転可能に収容されたスピンドル２１（図３（Ｂ）参照）と、スピンドル２１を回転駆動するモータ２２と、スピンドル２１の先端に固定されたホイールマウント２４と、ホイールマウント２４に着脱可能に装着された先端に複数の研削砥石２６が固着された研削ホイール２５とを含んでいる。
研削ユニット１０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ねじ１４とパルスモータ１６とから構成される研削ユニット送り機構１８を備えている。パルスモータ１６をパルス駆動すると、ボールねじ１４が回転し、移動基台１２が上下方向に移動される。
ハウジング４の中間部分にはチャックテーブル５０を有するチャックテーブル機構２８が配設されており、チャックテーブル５０は図示しないチャックテーブル移動機構によりＹ軸方向に移動される。３０はチャックテーブル機構２８をカバーする蛇腹である。
ハウジング４の前側部分には、第１のウエーハカセット３２と、第２のウエーハカセット３４と、ウエーハ搬送用ロボット３６と、複数の位置決めピン４０を有する位置決め機構３８と、ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）４２と、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）４４と、スピンナユニット４６が配設されている。
また、ハウジング４の概略中央部には、チャックテーブル５０を洗浄する洗浄水噴射ノズル４８が設けられている。この洗浄水噴射ノズル４８は、チャックテーブル５０が装置手前側のウエーハ搬入・搬出領域に位置付けられた状態において、チャックテーブル５０に向かって洗浄水を噴射する。５２は研削水供給ノズルであり、先端の噴出口５３から研削砥石２６とチャックテーブル５０に保持された被加工物に向かって研削水を噴出する。
本発明の加工方法では、まず図２に示すように、サブストレート２３をチャックテーブル５０で吸引保持するサブストレート保持ステップを実施する。このようにサブストレート２３をチャックテーブル２３で吸引保持しながら、サブストレート２３を研削して平坦化するサブストレート平坦化ステップを次に実施する。
サブストレート平坦化ステップは、図３に示すように、チャックテーブル５０で吸引保持したサブストレート２３に、研削ユニット送り機構１８を駆動することにより研削ホイール２５の研削砥石２６を接触させ、所定の研削送り速度で研削ホイール２５を研削送りしながらチャックテーブル５０を矢印ａで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール２５を矢印ｂで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転して、サブストレート２３の研削を実施する。
この研削時には、研削水供給ノズル５２の噴出口５３から研削水をサブストレート２３及び研削ホイール２５に供給しながら研削を実施する。好ましくは、サブストレート２３の両面を研削して、サブストレート２３を平坦化する。サブストレート２３は、好ましくはシリコンインゴットからスライスされたシリコンウエーハから構成される。
次いで、このように平坦化されたサブストレート２３に、図４に示すように半導体ウエーハ１１を接着剤で貼り付ける貼り付けステップを実施する。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各領域に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をその表面１１ａの平坦部に備えている。
貼り付けステップを実施した後、図５に示すように、ウエーハ１１に貼り付けられたサブストレート２３をサブストレート平坦化ステップで使用したのと同一のチャックテーブル５０で吸引保持する。
このようにサブストレート２３側をチャックテーブル５０で吸引保持してウエーハ１１の裏面１１ｂを露出させた状態で、ウエーハ１１を研削して平坦化するウエーハ研削ステップを実施する。
このウエーハ研削ステップは、図６に示すように、サブストレート平坦化ステップで使用したのと同一のチャックテーブル５０及び研削手段１０を使用して実施する。このウエーハ研削ステップでは、サブストレート２３に貼り付けられたウエーハ１１に、研削ユニット送り機構１８を駆動することにより研削ホイール２５の研削砥石２６を接触させ、所定の研削送り速度で研削ホイール２５を研削送りしながらチャックテーブル５０を矢印ａで示す方向へ例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール２５を矢印ｂで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転して、ウエーハ１１の研削を実施してウエーハ１１を平坦化する。
ウエーハ１１の研削時には、サブストレート２３の研削時と同様に、研削水供給ノズル５２の噴出口５３から研削水をウエーハ１１及び研削ホイール２５に供給しながら研削を実施する。
上述した実施形態によると、サブストレート２３に貼着されたウエーハ１１は、サブストレート２３を平坦化したときに使用したチャックテーブル５０と同一のチャックテーブル及び研削手段１０と同一の研削手段を用いて平坦化される。従って、研削装置２の個体差に起因する厚みばらつきが発生することがなく、ウエーハ１１を薄化するとともに高精度に平坦化することができる。
２ 研削装置
１０ 研削手段（研削ユニット）
１１ 半導体ウエーハ
２３ サブストレート
２５ 研削ホイール
２６ 研削砥石
５０ チャックテーブル

Claims (1)

  1. シリコンウエーハから構成されたサブストレートに貼り付けられたシリコンからなる半導体ウエーハを研削して平坦化する加工方法であって、
    該サブストレートを研削装置のチャックテーブルで保持するサブストレート保持ステップと、
    該チャックテーブルで保持された該サブストレートを研削手段で研削して平坦化するサブストレート平坦化ステップと、
    平坦化された該サブストレートに該半導体ウエーハを貼り付ける貼り付けステップと、
    該貼り付けステップを実施した後、該半導体ウエーハが貼り付けられた該サブストレート側を該サブストレート平坦化ステップで使用したのと同一のチャックテーブルで保持する半導体ウエーハ保持ステップと、
    該半導体ウエーハ保持ステップで該チャックテーブルに保持された該半導体ウエーハを、該サブストレート平坦化ステップで使用したのと同一の研削手段で研削して平坦化する半導体ウエーハ研削ステップと、
    を具備したことを特徴とする加工方法。
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