JPH1187283A - 半導体製造装置における平面研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェーハの下面を効果的に保護しなが
ら作業時間を短縮しコスト減を図ることができる半導体
製造装置における平面研削装置を提供すること。 【解決手段】 テーブル１０に空気噴出孔１８ａ、１８
ｂ、１８ｃを設け、これらから噴出される空気の空気圧
によりウェーハ１の下面を支持しながらウェーハ１の上
面を研削刃１３により研削する。空気圧に勾配をつける
とウェーハ１を斜めに浮上させることができる。そこ
で、ウェーハ１の一端部（オリフラ）をストッパ１１に
当接させることによりウェーハ１を固定する。これによ
り、ウェーハ１の下面をテーブル１０に接触させること
なく研削作業を行うことができるので当該ウェーハ１の
下面に対し表面保護処理を施す必要がなくなり、よって
作業時間の短縮とコストの低減を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置に
おける平面研削装置に関し、さらに詳しくは、ウェーハ
裏面研削に用いて最適な平面研削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】集積回路（ＩＣ）の製造工程には、通
常、パッケージの小型化、裏面欠陥層の除去を目的とし
て、半導体ウェーハの裏面（回路や素子などの半導体装
置が形成される面とは反対側の面）の研削工程がある。
例えばバイポーラＩＣでは２００μｍ程度の研削処理が
行われる。図４はこの種の平面研削装置の要部を示して
おり、研削台あるいはテーブル３の上に固定された半導
体ウェーハ（以下、単にウェーハと称する。）１の裏面
１ｂ全域を研削手段である研削刃５（図中ダブルハッチ
ングで示す。）によって研削するように構成されてい
る。研削刃５は矢印ａの方向に回転する回転軸４の下端
部に取り付けられ、矢印ｂで示す上下方向に移動させる
ことにより研削面であるウェーハ１の裏面１ｂに当接さ
れると共に、矢印ｃで示す水平方向に移動させ研削面全
域を研削するようにしている。なお、回転軸４の内部に
は水管６が配設され、ここから研削刃５とウェーハ１と
の間に研削液Ｌが供給される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の方法では、研削台３との接触作用により半導体素子
が形成されているウェーハ１の表面１ａに傷が付くのを
防止するため、その表面１ａにテープあるいはフォトレ
ジストなどの表面保護膜２を形成する必要があり、また
研削終了後は、この表面保護膜２を除去する工程を必要
としている。このように、従来では表面保護膜２の形成
工程とその除去工程という２工程が必要であるために、
研削工程に要する作業時間の増加やコスト増といった問
題を有していた。

【０００４】また一方で、上記平面研削装置によってス
ライス後のウェーハの表裏面を研削することによりその
平坦度を高める技術がある。これには、ウェーハを研削
台に固定する手段として真空吸着させるものと、例えば
特開平９−７９８６号公報に記載されるような、冷凍チ
ャックによりウェーハを研削台に冷凍固定するものとが
ある。しかし、これらはいずれも、ウェーハの下面を研
削台あるいは氷膜に接触させることにより固定している
ため、ウェーハと研削台との間、あるいは氷膜中にゴミ
などの固形物が介在していると、ウェーハの下面を傷付
けてしまうという恐れがある。

【０００５】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、半導
体ウェーハの下面を効果的に保護しながら作業時間を短
縮しコスト減を図ることができる半導体製造装置におけ
る平面研削装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の課題は、半導体ウ
ェーハの下面に流体を吹きつける流体噴出手段を設け、
半導体ウェーハの下面を流体の流体圧により支持しなが
ら半導体ウェーハの上面を研削手段により研削するよう
にした本発明の平面研削装置により解決することができ
る。すなわち、流体圧によりウェーハの下面を研削台あ
るいはテーブルから浮上させた非接触状態で研削するこ
とによりウェーハ下面を傷つけることはなく、よって、
ウェーハ下面を保護するための処理を不要とし、作業時
間の短縮化とコストの減少を図ることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【０００８】図１および図２は本発明の実施の形態によ
るウェーハ裏面研削装置を示しており、その全体は８で
示される。本実施の形態ではテーブル１０に空気噴出孔
１８ａ、１８ｂおよび１８ｃが形成され、それぞれに空
気噴出ノズル１９ａ、１９ｂおよび１９ｃが接続されて
いる。これら空気噴出ノズル１９ａ〜１９ｃには噴出空
気圧調整用のバルブ２０ａ、２０ｂおよび２０ｃが設け
られ、それぞれ独立して噴出空気圧の調整が可能となっ
ている。空気噴出孔１８ａ〜１８ｃ、空気噴出ノズル１
９ａ〜１９ｃおよびバルブ２０ａ〜２０ｃにより、本発
明に係る流体噴出手段が構成される。これにより、テー
ブル１０の上に載置されたウェーハ１を空気噴出孔１８
ａ〜１８ｃから噴出される空気の空気圧により上方へ浮
上可能としている。

【０００９】テーブル１０の表面には保護テープが貼り
付けられており、ウェーハ１を載置する時にその下面を
傷付けないようにしている。また本実施の形態では、バ
ルブ２０ａ〜２０ｃを各々制御して空気噴出孔１８ａ〜
１８ｃからの噴出空気圧に勾配をつけ、図示するように
ウェーハ１を傾斜させた状態で浮上させるようにしてい
る。テーブル１０にはウェーハ１のオリフラ（オリエン
テーションフラット）が当接するストッパ１１が形成さ
れており、これによりウェーハ１を支持するようにして
いる。さらに、ウェーハ１の周囲に空気圧保持壁１６が
設けられ、これにより研削時の空気圧保持が図られてい
る。

【００１０】研削手段としての研削刃１３は図１におい
てダブルハッチングで示され、一対の研削刃保持部材１
２ａ、１２ｂに支持された水平方向に延在する回転軸１
７により図２において矢印ｄで示す方向に回転可能とな
っており、ウェーハ１の裏面１ｂ、すなわち半導体素子
７が形成されるウェーハ表面１ａとは反対側の面を研削
する。研削刃保持部材１２ａ、１２ｂは図２において矢
印ｅの方向に移動可能となっており、これによりウェー
ハ１の裏面１ｂ全域が研削されるようになっている。ま
た研削刃保持部材１２は、ウェーハ１の上面を支持可能
なローラーで成る押さえ部材１４を研削刃１３と並べて
保持している。押さえ部材１４は研削刃１３がウェーハ
１の下方部を研削している間、ウェーハ１の上方部を押
さえて空気圧によりウェーハ１が上方へ飛ばされるのを
防ぐ働きを行う。さらに、一方の研削刃保持部材１２ａ
には水管１５が配設され、研削刃１３に向けて研削液Ｌ
が供給されるようになっている。

【００１１】本実施の形態によるウェーハ裏面研削装置
は以上のように構成され、次にこの作用について説明す
る。

【００１２】まず、図示せずとも搬送レールや移送ロボ
ットなどの適当な搬送システムによりウェーハ１をその
裏面１ｂを上方に向けてテーブル１０の上に載置する。
このときテーブル１０の表面には表面保護処理が施され
ているので、ウェーハ１の表面１ａを傷付けることはな
い。次いで、研削刃保持部材１２ａ、１２ｂを下方へ移
動させ、ウェーハ１の上面（裏面１ｂ）から適当な間隔
を置いて停止させる。例えば、研削開始点から２ｍｍ上
方の位置に停止させる。そして、空気噴出孔１８ａ〜１
８ｃから空気を噴出させ、その空気圧によりウェーハ１
をテーブル１０の表面から上方へ浮上させる。このと
き、図２において右方に位置する空気噴出孔ほど噴出圧
が大きくなるように各バルブ２０ａ〜２０ｃを制御する
と共に、ウェーハ１のオリフラ（オリエンテーションフ
ラット）をストッパ１１に当接させることでウェーハ１
の水平方向の位置決めをし、図示するように全体的にウ
ェーハ１をストッパ１１を支点として図中右方への上り
傾斜とする。ウェーハ１は研削刃１３に当接することに
よりその上昇位置が規制され、この状態で研削刃１３が
矢印ｄの方向に回転することによりウェーハ１の上面す
なわち裏面１ｂの研削作用が開始される。なお、研削刃
１３の回転方向ｄを図示するように時計方向としたの
は、研削時における研削面の摩擦力をストッパ１１で確
実に受け止め、ウェーハ１の姿勢を保つためである。

【００１３】研削刃１３を回転させながら、研削刃保持
部材１２ａ、１２ｂを矢印ｅで示すようにウェーハ１の
研削面に沿って下方へと移動させることにより、ウェー
ハ１の裏面研削が進行する。このとき、ウェーハ１の表
面１ａは空気圧により支持され、研削中にテーブル１０
に接触することはない。また、研削刃１３が下方に移動
しストッパ１１側に接近するに伴って、押さえ部材１４
がウェーハ１の上方部（図２において右方）を押さえる
ので（図１参照）、ウェーハ１が空気圧で吹き飛ばされ
ることはなく、よって研削処理をウェーハ１の研削面全
域にわたって確実に行うことができる。

【００１４】以上のように、本実施の形態によれば、ウ
ェーハ１をテーブル１０から空気浮上させた非接触状態
でウェーハ裏面１ｂの研削を行うようにしているのでウ
ェーハ表面１ａが傷つくことはなく、よって、ウェーハ
１の表面１ａに対して表面保護膜を形成するという従来
必要とされていた工程を省略することができ、ウェーハ
裏面１ｂの研削工程に要する作業時間を従来よりも大幅
に短縮することができると共に、製造コストを低減する
ことができる。

【００１５】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００１６】例えば以上の実施の形態では、ウェーハ１
をテーブル１０から浮上させる手段として空気圧を用い
たが、窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスといっ
た他の気体を用いてもよい。また、気体の代わりに液
体、例えば純水を用いてウェーハ１を浮上させることも
可能である。さらに、空気噴出用の孔の数や形成位置も
適宜、変更可能である。

【００１７】また、以上の実施の形態では、テーブル１
０に対しウェーハ１の一端部（上述の実施の形態ではオ
リフラ）と当接させるためのストッパ１１を設けたが、
これに代えて、テーブル１０に対し図３に示すような溝
３０を形成し、その側壁部３０ａにウェーハ１の一端部
を係合させ支持するようにしてもよい。

【００１８】また、以上の実施の形態では本発明の平面
研削装置をウェーハ１の裏面研削装置８として説明した
が、スライス後のウェーハの両面を研削することにより
ウェーハの平坦度を向上させるための研削装置として
も、本発明は適用可能である。この場合、一方の面を研
削したあと他方の面を研削する際に、当該一方の研削済
の面がテーブルあるいは研削台との接触作用により傷付
くのを効果的に防止することができる点で、本発明は有
効である。

【００１９】さらに以上の実施の形態では、ウェーハ１
を斜めにした状態で空気浮上させるようにしたが、各空
気噴出孔１８ａ〜１８ｃの噴出空気圧を等しくしてウェ
ーハ１を水平に浮上させた状態でウェーハを研削するこ
とも可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の半導体製造
装置における平面研削装置によれば、半導体ウェーハの
下面に流体を吹きつける流体噴出手段を設け、半導体ウ
ェーハの下面を流体の流体圧により支持しながら半導体
ウェーハの上面を研削手段により研削するようにしたの
で、ウェーハの下面を研削台あるいはテーブルから浮上
させた非接触状態とすることができ、ウェーハの下面が
傷つくのを防止することができる。また、ウェーハの下
面を保護するための処理が不要となるので、研削工程に
要する作業時間の短縮化とコストの減少を達成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による平面研削装置を示す
部分破断斜視図である。

【図２】同側断面図である。

【図３】本発明の変形例を示す要部の拡大断面図であ
る。

【図４】従来の平面研削装置の要部を示す部分破断断面
図である。

【符号の説明】

１………ウェーハ、７………（素子や回路などの）半導
体装置、８………ウェーハ裏面研削装置、１０………テ
ーブル、１１………ストッパ、１２ａ、１２ｂ………研
削刃保持部材、１３………研削刃、１４………押さえ部
材、１６………空気圧保持壁、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ
………空気噴出孔。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウェーハの片面を研削する研削手
   段を備えた半導体製造装置における平面研削装置におい
   て、 前記半導体ウェーハの下面に流体を吹きつける流体噴出
   手段を設け、 前記半導体ウェーハの下面を前記流体の流体圧により支
   持しながら前記半導体ウェーハの上面を前記研削手段に
   より研削するようにしたことを特徴とする半導体製造装
   置における平面研削装置。
2. 【請求項２】 前記流体噴出手段は複数の流体噴出孔を
   有し、これら流体噴出孔から噴出される流体の流体圧に
   勾配をもたせることにより、前記半導体ウェーハを斜め
   に支持するようにしたことを特徴とする請求項１に記載
   の半導体製造装置における平面研削装置。
3. 【請求項３】 前記流体噴出手段から噴出される流体の
   流体圧により前記半導体ウェーハを斜めに支持したとき
   に、前記半導体ウェーハの一端部が当接するストッパを
   設けたことを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装
   置における平面研削装置。
4. 【請求項４】 前記研削手段に並設され前記半導体ウェ
   ーハの上面を支持可能な押さえ部材を設けたことを特徴
   とする請求項１に記載の半導体製造装置における平面研
   削装置。
5. 【請求項５】 前記流体を気体としたことを特徴とする
   請求項１に記載の半導体製造装置における平面研削装
   置。
6. 【請求項６】 前記半導体ウェーハの周囲を囲む壁を設
   けたことを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置
   における平面研削装置。
7. 【請求項７】 前記半導体ウェーハの上面は、半導体装
   置が形成される面とは反対側の面であることを特徴とす
   る請求項１に記載の半導体製造装置における平面研削装
   置。