JP7537986B2 - Wafer grinding method - Google Patents

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Description

本発明は、ウェーハの研削方法に関する。 The present invention relates to a method for grinding wafers.

環状の研削砥石を用いてチャックテーブルの保持面に保持された半導体ウェーハ等のウェーハを研削するウェーハの研削方法では、研削砥石の回転軌跡が保持面の中心を通過するように保持面に平行な水平方向に研削砥石とチャックテーブルとを配置している。そして、保持面は、その中心を頂点とする円錐斜面であって、該研削砥石の下面と円錐斜面とが平行になる該回転軌跡でウェーハを研削している。 In a wafer grinding method that uses an annular grinding wheel to grind a wafer such as a semiconductor wafer held on the holding surface of a chuck table, the grinding wheel and the chuck table are arranged in a horizontal direction parallel to the holding surface so that the rotational path of the grinding wheel passes through the center of the holding surface. The holding surface is a conical slope with its center as its apex, and the wafer is ground on the rotational path in which the bottom surface of the grinding wheel is parallel to the conical slope.

ウェーハの上面を研削すると、円錐斜面の頂点付近においてウェーハが保持面に倣わない部分があるために、ウェーハの中央に凹み(例えば中心深さ0.5μm、直径20mmから30mm)が形成される。そのため、特許文献1に開示されているように、チャックテーブルの上面をセルフグラインドして、予め円錐斜面の頂点部分を平坦にした保持面を形成して、該保持面に保持して研削したウェーハの中心に凹みが形成されないようにしている。 When the top surface of a wafer is ground, a depression (e.g., center depth 0.5 μm, diameter 20 mm to 30 mm) is formed in the center of the wafer because there is a portion of the wafer near the apex of the conical slope that does not conform to the holding surface. For this reason, as disclosed in Patent Document 1, the top surface of the chuck table is self-ground to form a holding surface in which the apex of the conical slope is flattened in advance, so that a depression is not formed in the center of the wafer that is ground while held on the holding surface.

特開2019-136806号公報JP 2019-136806 A

しかし、上記のようにチャックテーブルの上面をセルフグラインドしてウェーハの中央に凹みが形成されないような適切な保持面を形成するには、形成したい保持面の形状が複雑であることから、時間が多くかかってしまう。
したがって、ウェーハを研削するウェーハの研削方法には、保持面を形成するための時間をかけることなく、保持面に保持されたウェーハを中央に凹みが形成されないように平坦に研削するという課題がある。
However, self-grinding the top surface of the chuck table as described above to form an appropriate holding surface that does not form a depression in the center of the wafer takes a lot of time because the shape of the holding surface to be formed is complex.
Therefore, a wafer grinding method for grinding a wafer has a problem of grinding the wafer held on the holding surface flatly so that no depression is formed in the center, without taking the time to form the holding surface.

本発明は、中心を頂点とする円錐斜面の保持面にウェーハが保持されたチャックテーブルを該保持面の中心を軸に回転可能な保持手段と、環状の研削砥石の中心を軸に該研削砥石を回転させ該保持面に保持されたウェーハを研削する研削手段と、該保持手段と該研削手段とを該研削砥石の下面に垂直な方向に相対的に移動させる研削送り手段と、該保持手段と該研削手段とを該研削砥石の下面に平行な方向に相対的に移動させるスライド送り手段と、を備える研削装置を用いたウェーハの研削方法であって、該保持面にウェーハを保持させる保持工程と、該ウェーハの中心を軸に回転させ、該保持手段と該研削手段とを相対的に該研削砥石の下面に垂直な方向に接近させ、該研削砥石が該ウェーハの中心を通り該ウェーハを所定の厚みに研削した後、該垂直な方向の移動を停止させる第1研削工程と、荷重センサによって該第1研削工程の終了時の荷重値を測定する荷重測定工程と、該荷重測定工程で測定した荷重値及び研削砥石の番手を基に該第2研削工程におけるスライド移動量とスライド移動速度とを予め設定したデータテーブルから選択するスライド動作設定工程と、該第1研削工程、該荷重測定工程及び該スライド動作設定工程の後、該保持手段と該研削手段とを相対的に該研削砥石の下面に平行な方向に移動させることにより、該研削砥石を該ウェーハの上面中心から外周に向かって該スライド移動設定工程で選択した該スライド移動速度で該スライド移動量移動させ該ウェーハを研削する第2研削工程と、該第2研削工程の後、該保持手段と該研削手段とを相対的に該垂直な方向に離間させ該ウェーハから該研削砥石の下面を離しながら該ウェーハを研削する第3研削工程と、を備えるウェーハの研削方法である。
上記の研削方法に備える該第2研削工程は、該スライド移動量だけ該保持手段と該研削手段とを相対的に該研削砥石の下面に平行な方向に往復移動させることが望ましい。
The present invention provides a method for grinding a wafer using a grinding device including: holding means for rotating a chuck table, on which a wafer is held on a holding surface that is a conical slope having a vertex at its center, around an axis of the holding surface; grinding means for rotating an annular grinding wheel around an axis of the center of the grinding wheel to grind the wafer held on the holding surface; grinding feed means for relatively moving the holding means and the grinding means in a direction perpendicular to a bottom surface of the grinding wheel; and slide feed means for relatively moving the holding means and the grinding means in a direction parallel to the bottom surface of the grinding wheel, the method comprising: a holding step for holding a wafer on the holding surface; a first grinding step for rotating the wafer on an axis of the center of the wafer and relatively moving the holding means and the grinding means closer to each other in a direction perpendicular to the bottom surface of the grinding wheel, and stopping the movement in the perpendicular direction after the grinding wheel passes through the center of the wafer and grinds the wafer to a predetermined thickness; Therefore, this is a wafer grinding method comprising: a load measuring step of measuring a load value at the end of the first grinding step; a slide movement setting step of selecting a slide movement amount and a slide movement speed in the second grinding step from a preset data table based on the load value measured in the load measuring step and the grit size of the grinding wheel; a second grinding step of grinding the wafer by moving the holding means and the grinding means relatively in a direction parallel to the bottom surface of the grinding wheel after the first grinding step, the load measuring step and the slide movement setting step, thereby moving the grinding wheel from the center of the top surface of the wafer toward the outer periphery by the slide movement amount at the slide movement speed selected in the slide movement setting step ; and a third grinding step of grinding the wafer while moving the holding means and the grinding means relatively away from each other in the perpendicular direction after the second grinding step.
The second grinding step in the above grinding method desirably involves relatively reciprocating the holding means and the grinding means in a direction parallel to the lower surface of the grinding wheel by the amount of slide movement .

本発明のウェーハの研削方法によれば、ウェーハの中央に凹部を形成することなく均一な厚みのウェーハを形成することが可能であり、これによってウェーハの研削時間を短縮することができる。 The wafer grinding method of the present invention makes it possible to form a wafer of uniform thickness without forming a recess in the center of the wafer, thereby shortening the wafer grinding time.

研削装置全体を表す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the entire grinding device. 第1研削工程における研削手段と保持手段とを表す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a grinding means and a holding means in a first grinding step. 研削砥石の下面の高さと研削時間との関係を表すグラフ図である。FIG. 11 is a graph showing the relationship between the height of the lower surface of the grinding wheel and grinding time. 第1研削工程における研削時の研削砥石とウェーハとの位置関係を表す平面図である。4 is a plan view showing the positional relationship between a grinding wheel and a wafer during grinding in a first grinding step. FIG. 砥石番手及び研削時の荷重との関係におけるスライド移動量とスライド移動速度とが表示されたデータテーブルの一例を表す表図である。FIG. 11 is a table showing an example of a data table showing a slide movement amount and a slide movement speed in relation to a grinding wheel grit size and a load during grinding. 荷重とスライド移動量との関係を表すグラフがスライド移動速度毎に描画されたグラフ図である。FIG. 11 is a graph showing the relationship between the load and the slide movement amount for each slide movement speed. 第2研削工程における研削時の研削砥石とウェーハとの位置関係を表す平面図である。11 is a plan view showing the positional relationship between a grinding wheel and a wafer during grinding in a second grinding step. FIG. 第2研削工程における研削時の研削砥石とウェーハとの位置関係を表す平面図である。11 is a plan view showing the positional relationship between a grinding wheel and a wafer during grinding in a second grinding step. FIG.

1 研削装置の構成
図1に示す研削装置1は、研削手段3を用いて円板状のウェーハ17を研削加工する研削装置である。以下、研削装置1の構成について説明する。
研削装置1は、図1に示すようにY軸方向に延設されたベース10と、ベース10の+Y方向側に立設されたコラム11とを備えている。
1 Configuration of the Grinding Apparatus The grinding apparatus 1 shown in Fig. 1 is a grinding apparatus that grinds a disk-shaped wafer 17 using a grinding means 3. The configuration of the grinding apparatus 1 will be described below.
As shown in FIG. 1, the grinding device 1 includes a base 10 extending in the Y-axis direction, and a column 11 standing on the +Y-direction side of the base 10 .

コラム11の-Y方向側の側面には、研削手段3を昇降可能に支持する研削送り手段4が配設されている。研削手段3は、例えばZ軸方向の回転軸35を有するスピンドル30と、スピンドル30を回転可能に支持するハウジング31と、Z軸方向の軸心を軸にしてスピンドル30を回転駆動するスピンドルモータ32と、スピンドル30の下端に接続されたマウント33と、マウント33の下面に着脱可能に装着された研削ホイール34とを備えている。 A grinding feed means 4 that supports the grinding means 3 so that it can be raised and lowered is disposed on the side surface on the -Y direction side of the column 11. The grinding means 3 includes a spindle 30 having a rotation axis 35 in the Z-axis direction, a housing 31 that rotatably supports the spindle 30, a spindle motor 32 that rotates and drives the spindle 30 around the axis center in the Z-axis direction, a mount 33 connected to the lower end of the spindle 30, and a grinding wheel 34 that is detachably attached to the lower surface of the mount 33.

研削ホイール34は、ホイール基台341とホイール基台341の下面に設けられた研削砥石340とを備えている。研削砥石340は例えば円環状に形成されており、研削砥石340の下面342はウェーハ17に接触する研削面である。 The grinding wheel 34 includes a wheel base 341 and a grinding stone 340 provided on the underside of the wheel base 341. The grinding stone 340 is formed, for example, in a circular ring shape, and the underside 342 of the grinding stone 340 is the grinding surface that comes into contact with the wafer 17.

スピンドルモータ32を用いてスピンドル30を回転させることにより、スピンドル30に接続されたマウント33及びマウント33の下面に装着された研削ホイール34が一体的に回転することとなる。 By rotating the spindle 30 using the spindle motor 32, the mount 33 connected to the spindle 30 and the grinding wheel 34 attached to the underside of the mount 33 rotate together.

研削送り手段4は、Z軸方向の回転軸45を有するボールネジ40と、ボールネジ40に対して平行に配設された一対のガイドレール41と、回転軸45を軸にしてボールネジ40を回転させるZ軸モータ42と、内部のナットがボールネジ40に螺合して側部がガイドレール41に摺接する昇降板43と、昇降板43に連結され研削手段3を支持するホルダ44とを備えている。 The grinding feed means 4 includes a ball screw 40 having a rotating shaft 45 in the Z-axis direction, a pair of guide rails 41 arranged parallel to the ball screw 40, a Z-axis motor 42 that rotates the ball screw 40 around the rotating shaft 45, a lift plate 43 whose internal nut is screwed onto the ball screw 40 and whose side is in sliding contact with the guide rail 41, and a holder 44 connected to the lift plate 43 and supporting the grinding means 3.

Z軸モータ42によってボールネジ40が駆動されて、ボールネジ40が回転軸45を軸にして回転すると、これに伴って昇降板43がガイドレール41に案内されてZ軸方向に昇降移動するとともに、ホルダ44に保持されている研削手段3がZ軸方向に移動することとなる。 When the ball screw 40 is driven by the Z-axis motor 42 and rotates around the rotation shaft 45, the lift plate 43 is guided by the guide rail 41 and moves up and down in the Z-axis direction, and the grinding means 3 held by the holder 44 moves in the Z-axis direction.

ガイドレール41の-Y方向側の側面にはスケール470が配設されており、昇降板43の+X方向側の側面には読み取り部471が配設されている。読み取り部471は、例えばスケール470に形成された目盛りの値を読み取る光学式の認識機構等を有しており、スケール470の目盛りを認識して、研削手段3の高さ位置を認識することができる。 A scale 470 is provided on the side surface of the guide rail 41 facing the -Y direction, and a reading unit 471 is provided on the side surface of the lift plate 43 facing the +X direction. The reading unit 471 has, for example, an optical recognition mechanism that reads the value of the scale marks formed on the scale 470, and can recognize the height position of the grinding means 3 by recognizing the marks on the scale 470.

ベース10の上には保持手段2が配設されている。保持手段2はウェーハ17を保持するチャックテーブル20を備えている。チャックテーブル20は、吸引部21と吸引部21を支持する枠体22とを備えている。吸引部21の上面はウェーハ17を保持する保持面210であり、保持面210はその中心2100を頂点とする円錐斜面形状を有している。 The holding means 2 is disposed on the base 10. The holding means 2 includes a chuck table 20 that holds the wafer 17. The chuck table 20 includes a suction portion 21 and a frame 22 that supports the suction portion 21. The upper surface of the suction portion 21 is a holding surface 210 that holds the wafer 17, and the holding surface 210 has a conical slope shape with its center 2100 as its apex.

チャックテーブル20は、吸引源26に接続されている。吸引源26を作動させると、生み出された吸引力が保持面210に伝達されることとなる。保持面210にウェーハ17が載置されている状態で吸引源26を作動させることにより、保持面210にウェーハ17を吸引保持することができる。 The chuck table 20 is connected to a suction source 26. When the suction source 26 is activated, the suction force generated is transmitted to the holding surface 210. By activating the suction source 26 with the wafer 17 placed on the holding surface 210, the wafer 17 can be suction-held on the holding surface 210.

また、保持手段2はモータ等を有する回転手段24を備えている。回転手段24を用いることによりチャックテーブル20を保持面210の中心2100を軸にして回転させることができる。 The holding means 2 also includes a rotating means 24 having a motor or the like. By using the rotating means 24, the chuck table 20 can be rotated around the center 2100 of the holding surface 210 as an axis.

チャックテーブル20は、テーブルベース23に回転可能に支持されている。テーブルベース23の同一円周上における等間隔な位置にはテーブルベース23をZ軸方向に貫通する3つの貫通孔230が形成されている。各々の貫通孔230には支持軸29が貫通しており、テーブルベース23は支持軸29に支持されている。 The chuck table 20 is rotatably supported by the table base 23. Three through holes 230 that penetrate the table base 23 in the Z-axis direction are formed at equally spaced positions on the same circumference of the table base 23. A support shaft 29 passes through each through hole 230, and the table base 23 is supported by the support shaft 29.

ベース10の内部には、内部ベース100が配設されている。内部ベース100の上には、チャックテーブル20を水平方向に移動させるスライド送り手段5が配設されている。
スライド送り手段5は、Y軸方向の回転軸55を有するボールネジ50と、回転軸55を軸にしてボールネジ50を回転させるY軸モータ52と、ボールネジ50に対して平行に配設された一対のガイドレール51と、底部のナットがボールネジ50に螺合してガイドレール51に沿ってY軸方向に移動するスライド板53とを備えている。
An internal base 100 is disposed inside the base 10. A slide feed means 5 for moving the chuck table 20 in the horizontal direction is disposed on the internal base 100.
The slide feed means 5 includes a ball screw 50 having a rotation shaft 55 in the Y-axis direction, a Y-axis motor 52 that rotates the ball screw 50 around the rotation shaft 55, a pair of guide rails 51 arranged parallel to the ball screw 50, and a slide plate 53 whose bottom nut is screwed onto the ball screw 50 and moves along the guide rails 51 in the Y-axis direction.

スライド板53には3本の支持軸29が立設されている。また、スライド板53と支持軸29との間には荷重センサ290が設けられている。荷重センサ290によってチャックテーブル20にかかる荷重を検知してその大きさを測定することができる。 Three support shafts 29 are erected on the slide plate 53. A load sensor 290 is also provided between the slide plate 53 and the support shafts 29. The load sensor 290 detects the load acting on the chuck table 20 and can measure its magnitude.

Y軸モータ52を用いてボールネジ50を回転させることにより、スライド板53がガイドレール51に案内されてY軸方向に水平に移動すると、これに伴ってスライド板53に支持軸29及びテーブルベース23を介して支持されたチャックテーブル20がスライド板53と一体的にY軸方向に移動することとなる。 When the ball screw 50 is rotated using the Y-axis motor 52, the slide plate 53 is guided by the guide rail 51 and moves horizontally in the Y-axis direction, and the chuck table 20 supported by the slide plate 53 via the support shaft 29 and table base 23 moves integrally with the slide plate 53 in the Y-axis direction.

チャックテーブル20に隣接する位置には、ウェーハ17の厚みを測定する厚み測定手段18が配設されている。厚み測定手段18は、例えば接触式のハイトゲージ等を有しており、ウェーハ17の上面170と枠体22の上面220とに該ハイトゲージを接触させて両者の高さの差を測定することによってウェーハ17の厚みを測定することができる。 A thickness measuring means 18 for measuring the thickness of the wafer 17 is disposed adjacent to the chuck table 20. The thickness measuring means 18 has, for example, a contact-type height gauge, and can measure the thickness of the wafer 17 by contacting the height gauge with the upper surface 170 of the wafer 17 and the upper surface 220 of the frame 22 and measuring the difference in height between the two.

また、チャックテーブル20の周囲にはカバー27が配設されており、カバー27は蛇腹28に伸縮可能に連結されている。チャックテーブル20がY軸方向に水平移動すると、カバー27がチャックテーブル20と一体的にY軸方向に移動して蛇腹28が伸縮する構成となっている。 A cover 27 is disposed around the chuck table 20, and the cover 27 is connected to the bellows 28 so that it can expand and contract. When the chuck table 20 moves horizontally in the Y-axis direction, the cover 27 moves in the Y-axis direction together with the chuck table 20, causing the bellows 28 to expand and contract.

研削装置1は、研削装置1の諸々の動作を制御する制御手段9を備えている。制御手段9はメモリ等の記憶素子を有する記憶部90を参照可能となっている。 The grinding device 1 is equipped with a control means 9 that controls various operations of the grinding device 1. The control means 9 can refer to a storage unit 90 that has a storage element such as a memory.

2 ウェーハの研削方法
(保持工程)
研削装置1を用いたウェーハ17の研削方法について説明する。まず、図1に示したチャックテーブル20の保持面210にウェーハ17をその上面170の中心1700と保持面210の中心2100との水平位置が一致するように載置する。そして、吸引源26を作動させて、生み出された吸引力を保持面210に伝達することにより保持面210にウェーハ17を吸引保持する。
2. Wafer grinding method (holding process)
A method for grinding the wafer 17 using the grinding apparatus 1 will be described. First, the wafer 17 is placed on the holding surface 210 of the chuck table 20 shown in Fig. 1 so that the center 1700 of the upper surface 170 and the center 2100 of the holding surface 210 are horizontally aligned. Then, the suction source 26 is operated to transmit the generated suction force to the holding surface 210, thereby suction-holding the wafer 17 on the holding surface 210.

(第1研削工程)
次に、スライド送り手段5を用いてチャックテーブル20に保持されたウェーハ17を+Y方向に移動させて、ウェーハ17を研削砥石340の下方に移動させる。このとき、図2に示すように研削砥石340の下面342がウェーハ17の中心1700を通るように両者の水平位置関係を調整する。
(First grinding process)
Next, the wafer 17 held on the chuck table 20 is moved in the +Y direction using the slide feed means 5 to move the wafer 17 below the grinding wheel 340. At this time, the horizontal positional relationship between the two is adjusted so that the lower surface 342 of the grinding wheel 340 passes through the center 1700 of the wafer 17 as shown in FIG.

また、回転手段24を用いてチャックテーブル20を保持面210の中心2100を軸にして回転させることによりウェーハ17をその中心1700を軸にして回転させておく。さらに、スピンドルモータ32を用いて回転軸35を軸にして研削砥石340を回転させておく。 The chuck table 20 is rotated around the center 2100 of the holding surface 210 by using the rotating means 24, thereby rotating the wafer 17 around its center 1700. Furthermore, the grinding wheel 340 is rotated around the rotating shaft 35 by using the spindle motor 32.

そして、ウェーハ17及び研削砥石340が回転している状態で、図1に示した研削送り手段4を用いて研削砥石340をその下面342に垂直な方向である-Z方向に下降させる。これにより、研削砥石340とチャックテーブル20に保持されたウェーハ17とが相対的に接近していく。 Then, while the wafer 17 and grinding wheel 340 are rotating, the grinding wheel 340 is lowered in the -Z direction, which is perpendicular to the lower surface 342, using the grinding feed means 4 shown in FIG. 1. This brings the grinding wheel 340 and the wafer 17 held on the chuck table 20 closer together.

以下、ウェーハ17を研削する際に研削砥石340がウェーハ17の上面170に向かって下降するときの研削砥石340の下面342の高さ位置について図3に示すグラフを参照しながら説明する。
まず、研削砥石340を準備速度70で-Z方向に下降させて、研削砥石340の下面342の高さをエアカット高さ60に位置づける。ここで、エアカット高さ60はウェーハ17の上面170に研削砥石340の下面342が接触する直前の高さである。
Hereinafter, the height position of the lower surface 342 of the grinding wheel 340 when the grinding wheel 340 descends toward the upper surface 170 of the wafer 17 during grinding of the wafer 17 will be described with reference to the graph shown in FIG.
First, the grinding wheel 340 is lowered in the −Z direction at a preparatory speed 70 to position the height of the lower surface 342 of the grinding wheel 340 at the air-cut height 60. Here, the air-cut height 60 is the height immediately before the lower surface 342 of the grinding wheel 340 comes into contact with the upper surface 170 of the wafer 17.

その後、エアカット高さ60から第1研削高さ61まで研削砥石340を第1研削速度71でエアカット時間80をかけて-Z方向に下降させていく。
これにより、ウェーハ17の上面170の上方で研削砥石340が上面170に接触せずに回転しながら、ウェーハ17の上面170に接近していく。
ここで、第1研削高さ61は、ウェーハ17の上面170に研削砥石340の下面342が接触するときの研削砥石340の下面342の高さである。研削砥石340が第1研削高さ61に位置づけられると、研削砥石340の下面342がウェーハ17の上面170に接触する。
Thereafter, the grinding wheel 340 is lowered in the −Z direction from the air-cut height 60 to the first grinding height 61 at the first grinding speed 71 over the air-cut time 80 .
As a result, the grinding wheel 340 approaches the upper surface 170 of the wafer 17 while rotating above the upper surface 170 without contacting the upper surface 170 .
Here, the first grinding height 61 is the height of the lower surface 342 of the grinding wheel 340 when the lower surface 342 of the grinding wheel 340 comes into contact with the upper surface 170 of the wafer 17. When the grinding wheel 340 is positioned at the first grinding height 61, the lower surface 342 of the grinding wheel 340 comes into contact with the upper surface 170 of the wafer 17.

図4には、ウェーハ17の上面170に研削砥石340の下面342が接触している様子が示されている。図4に示す円弧状の研削領域12は、ウェーハ17の上面170と研削砥石340の下面342と接触する領域である。ウェーハ17の上面170と研削砥石340の下面342とがウェーハの半径部分に相当する研削領域12において接触しつつ、ウェーハ17と研削砥石340とが回転することにより、ウェーハ17の上面170の全面に研削砥石340の下面342が接触してウェーハ17の上面170の全面が研削加工される。 Figure 4 shows the state in which the lower surface 342 of the grinding wheel 340 is in contact with the upper surface 170 of the wafer 17. The arc-shaped grinding region 12 shown in Figure 4 is the region in which the upper surface 170 of the wafer 17 and the lower surface 342 of the grinding wheel 340 are in contact. As the wafer 17 and the grinding wheel 340 rotate while the upper surface 170 of the wafer 17 and the lower surface 342 of the grinding wheel 340 are in contact in the grinding region 12 corresponding to the radius of the wafer, the lower surface 342 of the grinding wheel 340 comes into contact with the entire upper surface 170 of the wafer 17, and the entire upper surface 170 of the wafer 17 is ground.

研削砥石340の下面342が第1研削高さ61に位置づけられており、ウェーハ17の上面170に研削砥石340の下面342が接触している状態で、さらに第1研削速度71で研削砥石340を-Z方向に下降させていく。これにより、ウェーハ17の上面170が研削加工される。
研削砥石340の下面342は、図3に示すように第1研削高さ61から第2研削高さ62まで第1研削時間81をかけて下降していく。
With the lower surface 342 of the grinding wheel 340 positioned at the first grinding height 61 and in contact with the upper surface 170 of the wafer 17, the grinding wheel 340 is further lowered in the -Z direction at the first grinding speed 71. As a result, the upper surface 170 of the wafer 17 is ground.
As shown in FIG. 3, the lower surface 342 of the grinding wheel 340 descends from the first grinding height 61 to the second grinding height 62 over the first grinding time 81 .

そして、研削砥石340の下面342が第2研削高さ62に位置づけられている状態で、今度は第1研削速度71よりも低速の第2研削速度72で研削砥石340を-Z方向に下降させていく。これにより、研削砥石340が第1研削速度71で下降していたときよりもウェーハ17の上面170がゆっくりと研削加工されていく。 Then, with the lower surface 342 of the grinding wheel 340 positioned at the second grinding height 62, the grinding wheel 340 is lowered in the -Z direction at a second grinding speed 72 that is slower than the first grinding speed 71. This causes the upper surface 170 of the wafer 17 to be ground more slowly than when the grinding wheel 340 was lowering at the first grinding speed 71.

ウェーハ17の研削加工中には、厚み測定手段18を用いたウェーハ17の厚みの測定が行われる。そして、ウェーハ17が所定の厚みに研削されたら、研削砥石340の下降を停止する。図3のグラフにおいては、研削砥石340の下面342は第2研削時間82をかけて停止高さ63に到達して停止高さ63において停止する様子が示されている。 During the grinding process of the wafer 17, the thickness of the wafer 17 is measured using the thickness measuring means 18. Then, when the wafer 17 is ground to a predetermined thickness, the descent of the grinding wheel 340 is stopped. The graph in FIG. 3 shows that the lower surface 342 of the grinding wheel 340 reaches the stop height 63 over the second grinding time 82 and stops at the stop height 63.

(荷重測定工程)
次に、図1に示した荷重センサ290を用いて第1研削工程終了時におけるチャックテーブル20にかかっている荷重値を測定する。
なお、荷重センサ290による荷重の測定は、第1研削工程の開始と同時に開始してもよい。
(Load measurement process)
Next, the load value acting on the chuck table 20 at the end of the first grinding step is measured using the load sensor 290 shown in FIG.
The measurement of the load by the load sensor 290 may be started simultaneously with the start of the first grinding step.

(スライド動作設定工程)
次に、後述する第2研削工程においてチャックテーブル20をY軸方向にスライドさせて第1研削工程における研削位置とはY軸方向に異なる位置においてウェーハ17の上面170を研削をするために、チャックテーブル20のスライド移動量を求める。そのために、測定された荷重値と研削砥石340の番手とを基に、予め設定されて記憶部90に記憶された図5に示すデータテーブル91からスライド移動量とスライド速度とを選択する。このデータテーブル91は、研削砥石340に対するチャックテーブル20の相対スライド速度と第1研削工程終了時にチャックテーブル20にかかる荷重との関係における、チャックテーブル20の研削砥石340に対する相対スライド移動量を規定したもので、後の第2研削工程の条件を求めるためのものとなる。ここで、チャックテーブル20の研削砥石340との相対スライド速度は、研削砥石340の番手に対応している。また、図6には、図5のデータテーブル91がグラフで示されている。
(Slide operation setting process)
Next, in the second grinding step described later, the chuck table 20 is slid in the Y-axis direction to grind the upper surface 170 of the wafer 17 at a position in the Y-axis direction different from the grinding position in the first grinding step, so that the sliding movement amount of the chuck table 20 is obtained. For this purpose, based on the measured load value and the grit of the grinding wheel 340, a sliding movement amount and a sliding speed are selected from a data table 91 shown in FIG. 5 that is preset and stored in the memory unit 90. This data table 91 specifies the relative sliding movement amount of the chuck table 20 with respect to the grinding wheel 340 in the relationship between the relative sliding speed of the chuck table 20 with respect to the grinding wheel 340 and the load applied to the chuck table 20 at the end of the first grinding step, and is used to obtain the conditions of the second grinding step described later. Here, the relative sliding speed of the chuck table 20 with respect to the grinding wheel 340 corresponds to the grit of the grinding wheel 340. Also, FIG. 6 shows the data table 91 of FIG. 5 in a graph.

例えば、図1に示した研削ホイール34がPoligrind-12(ディスコ社製)である場合には、その研削砥石340の番手は#8000であるため、スライド速度は0.2mm/sが選択される。さらに、測定された荷重値が例えば100Nである場合にはスライド移動量は1.0mmが選択される。 For example, if the grinding wheel 34 shown in FIG. 1 is Poligrind-12 (manufactured by Disco), the grit size of the grinding stone 340 is #8000, so a slide speed of 0.2 mm/s is selected. Furthermore, if the measured load value is, for example, 100 N, a slide movement amount of 1.0 mm is selected.

(第2研削工程)
スライド速度及びスライド移動量の選択後、第2研削時間82終了時の研削砥石340の停止高さ6を維持した状態で、図1に示したスライド送り手段5を用いて、チャックテーブル20に保持されたウェーハ17を研削砥石340の下面342に平行な方向である+Y方向に0.2mm/sのスライド速度で、1.0mmのスライド移動量だけ移動させながら研削する。移動量によっては、図7に示すように、研削砥石340の回転軌道がウェーハ17の中心1700を通らなくなることもある。
(Second grinding process)
After the slide speed and slide movement amount are selected, while maintaining the stop height 6 of the grinding wheel 340 at the end of the second grinding time 82, the wafer 17 held on the chuck table 20 is ground by moving it in the +Y direction, which is a direction parallel to the lower surface 342 of the grinding wheel 340, by a slide movement amount of 1.0 mm at a slide speed of 0.2 mm/s using the slide feed means 5 shown in Fig. 1. Depending on the movement amount, the rotational orbit of the grinding wheel 340 may not pass through the center 1700 of the wafer 17, as shown in Fig. 7.

図7に示すように、図2に示した研削砥石340の回転軌道がウェーハ17の中心1700を通る状態からウェーハ17が-Y方向に移動して、研削砥石340がウェーハ17の上面170の中心1700から外周に向かって相対的に移動していく。この移動に要する時間は、図3に示すスライド移動時間83であり、この移動の間、研削砥石340の下面342がウェーハ17の上面170に接触してウェーハ17の上面170が研削される。第2研削工程終了時には、例えば図8に示すように、研削砥石340の回転軌道がウェーハ17の上面170の中心1700を通らない状態となる。 As shown in FIG. 7, the rotational orbit of the grinding wheel 340 shown in FIG. 2 passes through the center 1700 of the wafer 17, and the wafer 17 moves in the -Y direction, causing the grinding wheel 340 to move relatively from the center 1700 of the upper surface 170 of the wafer 17 toward the outer periphery. The time required for this movement is the slide movement time 83 shown in FIG. 3, and during this movement, the lower surface 342 of the grinding wheel 340 comes into contact with the upper surface 170 of the wafer 17, grinding the upper surface 170 of the wafer 17. At the end of the second grinding process, for example, as shown in FIG. 8, the rotational orbit of the grinding wheel 340 does not pass through the center 1700 of the upper surface 170 of the wafer 17.

(第3研削工程)
次いで、研削送り手段4を用いて研削砥石340を+Z方向に上昇させて、チャックテーブル20と研削砥石340とを研削砥石340の下面342に垂直な方向に相対的に離間させる。これにより、チャックテーブル20に保持されたウェーハ17から研削砥石340の下面342を離しながらウェーハ17を研削する。
図3のグラフに示すように研削砥石340の下面342がウェーハ17から離間時間84をかけて離間される。
(Third grinding process)
Next, the grinding wheel 340 is raised in the +Z direction using the grinding feed means 4, and the chuck table 20 and the grinding wheel 340 are relatively separated in a direction perpendicular to the lower surface 342 of the grinding wheel 340. As a result, the wafer 17 is ground while the lower surface 342 of the grinding wheel 340 is separated from the wafer 17 held on the chuck table 20.
As shown in the graph of FIG. 3, the lower surface 342 of the grinding wheel 340 is spaced from the wafer 17 over a space time 84 .

その後、研削送り手段4を用いてさらに高速で研削砥石340をウェーハ17の上面170から十分に離間させてから保持面210からウェーハ17を搬出する。 Then, the grinding wheel 340 is moved sufficiently away from the upper surface 170 of the wafer 17 at even higher speed using the grinding feed means 4, and the wafer 17 is then removed from the holding surface 210.

上記のウェーハ17の研削方法では、第2研削工程において中央部分以外を研削するため,ウェーハ17の上面170が全体として平坦となり、ウェーハ17の中央に凹部を形成することなく、均一な厚みのウェーハを形成することができる。これにより研削時間の短縮を図ることができる。
研削時の荷重が大きいほどウェーハ17の上面170の中心部に形成される凹部が深く広くなる傾向があるため、図5のデータテーブル91に示したように、荷重が大きくなるにつれて、研削砥石340に対するチャックテーブル20の相対スライド移動量も大きくなる。
In the above-described method for grinding the wafer 17, since the portion other than the central portion is ground in the second grinding step, the upper surface 170 of the wafer 17 becomes flat as a whole, and a wafer of uniform thickness can be formed without forming a recess in the center of the wafer 17. This makes it possible to shorten the grinding time.
Since the greater the load during grinding, the deeper and wider the recess formed in the center of the upper surface 170 of the wafer 17 tends to be, as shown in data table 91 of FIG. 5, as the load increases, the relative sliding movement of the chuck table 20 with respect to the grinding wheel 340 also increases.

なお、上記の研削方法における第2研削工程では、所定のスライド移動量だけチャックテーブル20と研削砥石340とを相対的に研削砥石340の下面342に対して平行な方向に往復移動させてもよく、この場合には、ウェーハ17の上面170の中心に研削砥石340の下面342を位置づけたり、ウェーハ17の上面170の中心から研削砥石340の下面342を離したり、を繰り返しながらウェーハ17が摺動研削される。これにより、ウェーハ17の研削量を増やすことができ、第2研削工程にかかる時間を短くする事ができる。 In the second grinding step of the above grinding method, the chuck table 20 and the grinding wheel 340 may be moved back and forth relative to each other in a direction parallel to the lower surface 342 of the grinding wheel 340 by a predetermined sliding movement amount. In this case, the wafer 17 is slidably ground by repeatedly positioning the lower surface 342 of the grinding wheel 340 at the center of the upper surface 170 of the wafer 17 and then moving the lower surface 342 of the grinding wheel 340 away from the center of the upper surface 170 of the wafer 17. This allows the amount of the wafer 17 to be ground to be increased, and the time required for the second grinding step to be shortened.

上記研削装置1では、保持手段2がY軸方向にスライドする構成としたが、研削手段3がX軸方向又はY軸方向に移動する構成としてもよい。すなわち、保持手段2と研削手段3とは、研削砥石340の下面342に平行な方向に相対的に移動可能であればよい。また、研削装置1では、研削手段3がZ軸方向に移動する構成としたが、保持手段2がZ軸方向に移動する構成としてもよい。すなわち、保持手段2と研削手段3とは、研削砥石340の下面342に対して垂直な方向に相対的に移動可能であればよい。 In the above grinding device 1, the holding means 2 is configured to slide in the Y-axis direction, but the grinding means 3 may be configured to move in the X-axis direction or the Y-axis direction. In other words, it is sufficient that the holding means 2 and the grinding means 3 are relatively movable in a direction parallel to the lower surface 342 of the grinding wheel 340. In addition, in the grinding device 1, the grinding means 3 is configured to move in the Z-axis direction, but the holding means 2 may be configured to move in the Z-axis direction. In other words, it is sufficient that the holding means 2 and the grinding means 3 are relatively movable in a direction perpendicular to the lower surface 342 of the grinding wheel 340.

1:研削装置 10:ベース 100:内部ベース
11:コラム 12:研削領域 17:ウェーハ 170:上面 1700:中心
18:厚み測定手段
2:保持手段 20:チャックテーブル 21:吸引部 210:保持面
2100:中心 22:枠体 220:上面
23:テーブルベース 230:貫通孔 24:回転手段
26:吸引源 27:カバー 28:蛇腹 29:支持軸 290:荷重センサ
3:研削手段 30:スピンドル 31:ハウジング 32:スピンドルモータ
33:マウント 34:研削ホイール340:研削砥石 341:ホイール基台
342:下面 343:側面 35:回転軸
4:研削送り手段 40:ボールネジ 41:ガイドレール 42:Z軸モータ
43:昇降板 44:ホルダ 45:回転軸 470:スケール 471:読み取り部
5:スライド送り手段 50:ボールネジ 51:ガイドレール 52:Y軸モータ
53:スライド板 55:回転軸
60:エアカット高さ 61:第1研削高さ 62:第2研削高さ 63:停止高さ
70:準備速度 71:第1研削速度 72:第2研削速度
80:エアカット時間 81:第1研削時間 82:第2研削時間
83:スライド移動時間 84:離間時間 9:制御手段 90:記憶部
91:データテーブル
1: Grinding device 10: Base 100: Inner base 11: Column 12: Grinding area 17: Wafer 170: Top surface 1700: Center 18: Thickness measuring means
2: Holding means 20: Chuck table 21: Suction portion 210: Holding surface 2100: Center 22: Frame 220: Upper surface 23: Table base 230: Through hole 24: Rotating means 26: Suction source 27: Cover 28: Bellows 29: Support shaft 290: Load sensor 3: Grinding means 30: Spindle 31: Housing 32: Spindle motor 33: Mount 34: Grinding wheel 340: Grinding stone 341: Wheel base 342: Lower surface 343: Side surface 35: Rotating shaft 4: Grinding feed means 40: Ball screw 41: Guide rail 42: Z-axis motor 43: Lift plate 44: Holder 45: Rotating shaft 470: Scale 471: Reading portion 5: Slide feed means 50: Ball screw 51: Guide rail 52: Y-axis motor 53: Slide plate 55: Rotating shaft 60: Air cut height 61: First grinding height 62: Second grinding height 63: Stop height 70: Preparation speed 71: First grinding speed 72: Second grinding speed 80: Air cut time 81: First grinding time 82: Second grinding time 83: Slide movement time 84: Separation time 9: Control means 90: Memory unit 91: Data table

Claims (2)

中心を頂点とする円錐斜面の保持面にウェーハが保持されたチャックテーブルを該保持面の中心を軸に回転可能な保持手段と、環状の研削砥石の中心を軸に該研削砥石を回転させ該保持面に保持されたウェーハを研削する研削手段と、該保持手段と該研削手段とを該研削砥石の下面に垂直な方向に相対的に移動させる研削送り手段と、該保持手段と該研削手段とを該研削砥石の下面に平行な方向に相対的に移動させるスライド送り手段と、を備える研削装置を用いたウェーハの研削方法であって、
該保持面にウェーハを保持させる保持工程と、
該ウェーハの中心を軸に回転させ、該保持手段と該研削手段とを相対的に該研削砥石の下面に垂直な方向に接近させ、該研削砥石が該ウェーハの中心を通り該ウェーハを所定の厚みに研削した後、該垂直な方向の移動を停止させる第1研削工程と、
荷重センサによって該第1研削工程の終了時の荷重値を測定する荷重測定工程と、
該荷重測定工程で測定した荷重値及び研削砥石の番手を基に該第2研削工程におけるスライド移動量とスライド移動速度とを予め設定したデータテーブルから選択するスライド動作設定工程と、
該第1研削工程、該荷重測定工程及び該スライド動作設定工程の後、該保持手段と該研削手段とを相対的に該研削砥石の下面に平行な方向に移動させることにより、該研削砥石を該ウェーハの上面中心から外周に向かって該スライド移動設定工程で選択した該スライド移動速度で該スライド移動量移動させ該ウェーハを研削する第2研削工程と、
該第2研削工程の後、該保持手段と該研削手段とを相対的に該垂直な方向に離間させ該ウェーハから該研削砥石の下面を離しながら該ウェーハを研削する第3研削工程と、を備えるウェーハの研削方法。
A method for grinding a wafer using a grinding device including: holding means for rotating a chuck table, on which a wafer is held by a holding surface that is a conical slope having a center as an apex, about an axis of the holding surface; grinding means for rotating an annular grinding wheel about an axis of the center of the grinding wheel to grind the wafer held on the holding surface; grinding feed means for relatively moving the holding means and the grinding means in a direction perpendicular to a bottom surface of the grinding wheel; and slide feed means for relatively moving the holding means and the grinding means in a direction parallel to the bottom surface of the grinding wheel,
a holding step of holding a wafer on the holding surface;
a first grinding step of rotating the wafer around its center as an axis, moving the holding means and the grinding means relatively close to each other in a direction perpendicular to a lower surface of the grinding wheel, and stopping the movement in the perpendicular direction after the grinding wheel passes through the center of the wafer and grinds the wafer to a predetermined thickness;
a load measuring step of measuring a load value at the end of the first grinding step by a load sensor;
a slide operation setting step of selecting a slide movement amount and a slide movement speed in the second grinding step from a preset data table based on the load value measured in the load measuring step and the grit size of the grinding wheel;
a second grinding step of relatively moving the holding means and the grinding means in a direction parallel to a lower surface of the grinding wheel after the first grinding step , the load measuring step and the slide movement setting step , thereby moving the grinding wheel from the center of the upper surface of the wafer toward the outer periphery by the slide movement amount at the slide movement speed selected in the slide movement setting step, thereby grinding the wafer;
and a third grinding step of, after the second grinding step, moving the holding means and the grinding means relatively apart in the vertical direction to move the lower surface of the grinding wheel away from the wafer while grinding the wafer.
該第2研削工程は、該スライド移動量だけ該保持手段と該研削手段とを相対的に該研削砥石の下面に平行な方向に往復移動させる、請求項1記載のウェーハの研削方法。 2. The method for grinding a wafer according to claim 1, wherein said second grinding step comprises reciprocating said holding means and said grinding means relatively in a direction parallel to the lower surface of said grinding wheel by the amount of said slide movement .
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