KR20210021910A - 웨이퍼의 가공 방법 - Google Patents

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KR20210021910A
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wafer
grinding
thermocompression
bonding sheet
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KR1020200086614A
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미노루 마쯔자와
유스케 후지이
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

(과제) 연삭 가공이 실시된 때에 척 테이블에 유지되고 있던 웨이퍼에 부착한 연삭 부스러기를 충분히 제거할 수 있는 웨이퍼의 가공 방법을 제공한다.
(해결 수단) 웨이퍼의 가공 방법에 있어서, 웨이퍼의 표면에 웨이퍼를 덮는 크기의 열압착 시트를 배치하는 열압착 시트 배치 공정과, 열압착 시트를 가열함과 함께 평탄 부재로 압박하고, 열압착 시트를 평탄화함과 함께, 웨이퍼와 일체화하는 일체화 공정과, 연삭 장치의 척 테이블에 열압착 시트 측을 유지하고 웨이퍼의 이면에 연삭수를 공급하면서 원하는 두께로 연삭하는 연삭 공정과, 척 테이블로부터 일체화한 웨이퍼를 반출하고, 열압착 시트를 세정하는 열압착 시트 세정 공정을 포함한다.

Description

웨이퍼의 가공 방법{WAFER PROCESSING METHOD}
본 발명은, 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되고 표면에 형성된 웨이퍼의 이면을 연삭하는 웨이퍼의 가공 방법에 관한 것이다.
IC, LSI 등의 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되고 표면에 형성된 웨이퍼는, 표면에 점착 테이프가 점착되어 보호된 후, 연삭 장치의 척 테이블에 보호 테이프측이 유지되고 이면이 연삭되어 원하는 두께로 형성된다(예컨대 특허문헌 1을 참조).
상기한 바와 같이 하여 원하는 두께로 형성된 웨이퍼는, 다이싱 장치, 레이저 가공 장치에 의해 개개의 디바이스칩으로 분할되고, 분할된 디바이스칩은 휴대 전화, 컴퓨터 등의 전기 기기에 이용된다.
연삭 장치는, 웨이퍼를 유지하는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 유지된 웨이퍼를 연삭하는 연삭 지석을 회전 가능하게 구비한 연삭 유닛과, 웨이퍼와 연삭 지석에 연삭수를 공급하는 연삭수 공급 수단과, 연삭된 웨이퍼를 세정하는 세정 유닛으로 대략 구성되어 있고, 웨이퍼를 원하는 두께로 연삭할 수 있다.
일본 특허공개공보 제2005-246491호
연삭 장치에 의해 웨이퍼의 이면을 연삭하면, 연삭에 의해 발생한 연삭 부스러기의 대부분은, 연삭수에 의해 척 테이블의 외부로 흘러가지만, 척 테이블의 상면(유지면)에 부압을 작용시켜 웨이퍼를 흡인하여 유지하고 있기 때문에, 척 테이블과 보호 테이프의 간극으로부터 연삭 부스러기의 일부가 들어가, 척 테이블에 의해 유지되고 있는 웨이퍼에 점착된 보호 테이프의 하면측에 부착한다. 특히, 웨이퍼의 표면에 풀제 등을 통해 보호 테이프를 점착했을 경우, 웨이퍼의 표면측에 기복이 형성되고, 이 기복이 척 테이블과 보호 테이프의 밀착도를 저하시켜, 척 테이블과 보호 테이프의 간극에 연삭 부스러기가 들어가는 요인이 될 수 있다. 또한, 이와 같이 연삭 가공이 완료된 웨이퍼는, 연삭 장치에 배치된 세정 유닛에 의해 연삭면이 세정되지만, 척 테이블에 유지되고 있던 웨이퍼의 보호 테이프 측에 대한 세정이 충분히 이루어지지 않아, 다음 공정에 반송되었을 때에, 오염원이 되어 버린다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 연삭 가공이 실시된 때에 척 테이블에 유지되고 있던 웨이퍼에 부착한 연삭 부스러기를 충분히 제거할 수 있는 웨이퍼의 가공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되고 표면에 형성된 웨이퍼의 이면을 연삭하는 웨이퍼의 가공 방법에 있어서, 상기 웨이퍼의 표면에 상기 웨이퍼를 덮는 크기의 열압착 시트를 배치하는 열압착 시트 배치 공정과, 상기 열압착 시트를 가열함과 함께 평탄 부재로 압박하고, 상기 열압착 시트를 평탄화함과 함께 상기 열압착 시트와 상기 웨이퍼를 일체화하는 일체화 공정과, 상기 일체화 공정을 실시한 후, 연삭 장치의 척 테이블에 상기 열압착 시트 측을 유지하고 상기 웨이퍼의 이면에 연삭수를 공급하면서 상기 웨이퍼를 원하는 두께로 연삭하는 연삭 공정과, 상기 연삭 공정을 실시한 후, 상기 척 테이블로부터 일체화된 상기 웨이퍼 및 상기 열압착 시트를 반출하고, 상기 열압착 시트를 세정하는 열압착 시트 세정 공정을 구비한 웨이퍼의 가공 방법이 제공된다.
바람직하게는, 웨이퍼의 가공 방법은, 상기 열압착 시트 세정 공정의 후에, 열압착 시트를 부분적으로 가열, 또는 냉각하여 온도차를 발생시켜 웨이퍼의 표면으로부터 상기 열압착 시트를 박리하는 박리 공정을 더 구비하고 있다.
바람직하게는, 상기 열압착 시트는, 폴리올레핀계 시트, 또는 폴리에스테르계 시트이다. 상기 열압착 시트가 상기 폴리올레핀계 시트인 경우는, 바람직하게는, 폴리에틸렌 시트, 폴리프로필렌 시트, 폴리스티렌 시트로부터 임의로 선택된다. 바람직하게는, 상기 일체화 공정에 있어서 열압착 시트를 가열할 때의 온도는, 상기 폴리에틸렌 시트의 경우는 120℃~140℃이며, 상기 폴리프로필렌 시트의 경우는 160℃~180℃이며, 상기 폴리스티렌 시트의 경우는 220℃~240℃이다.
상기 열압착 시트가 폴리에스테르계 시트인 경우는, 바람직하게는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 시트, 폴리에틸렌 나프탈레이트로부터 임의로 선택된다. 바람직하게는, 상기 일체화 공정에 있어서 열압착 시트를 가열할 때의 온도는, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 시트의 경우는 250℃~270℃이며, 상기 폴리에틸렌 나프탈레이트 시트의 경우는 160℃~180℃이다.
본 발명의 웨이퍼의 가공 방법에 의하면, 상기 웨이퍼가 척 테이블에 유지되어 연삭 공정이 실시되어도, 열압착 시트와 척 테이블의 유지면의 간극으로부터 연삭 부스러기가 들어가, 열압착 시트에 연삭 부스러기가 부착하는 것이 억제된다. 또한, 연삭 공정이 실시되는 것에 의해 열압착 시트에 연삭 부스러기가 부착해도, 열압착 시트 세정 공정에 의해 열압착 시트의 표면으로부터 연삭 부스러기가 확실히 제거되어, 다음 공정에 반송되었을 때에, 다음 공정에서의 오염원이 되는 문제가 해소된다.
도 1은 열압착 시트 배치 공정의 실시 형태를 도시한 사시도이다.
도 2는 일체화 공정의 실시 형태를 도시한 사시도이다.
도 3은 절단 공정의 실시 형태를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 실시 형태에 매우 적합한 연삭 장치의 전체 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시한 연삭 장치의 척 테이블에 웨이퍼를 유지하는 양태를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시한 연삭 장치에 의해 연삭 공정을 실시하는 양태를 도시한 사시도이다.
도 7(a)는 열압착 시트 세정 공정의 실시 형태를 도시한 사시도이고, 도7(b)는 그 측면도이다.
도 8은 박리 공정을 실시하는 박리용 척 테이블에 웨이퍼를 재치하는 양태를 도시한 사시도이다.
도 9는 박리 공정의 실시 형태를 도시한 사시도이다.
이하, 본 발명 실시 형태의 웨이퍼의 가공 방법과 관련되는 실시 형태에 대해 첨부 도면을 참조하면서, 상세하게 설명한다.
본 실시 형태의 웨이퍼의 가공 방법은, 웨이퍼의 표면에 웨이퍼를 덮는 크기의 열압착 시트를 배치하는 열압착 시트 배치 공정과, 열압착 시트를 평탄화함과 함께 상기 열압착 시트와 웨이퍼를 일체화하는 일체화 공정과, 연삭 장치의 척 테이블에 열압착 시트 측을 유지하고 웨이퍼의 이면에 연삭수를 공급하면서 원하는 두께로 연삭하는 연삭 공정과, 상기 척 테이블로부터 열압착 시트와 일체화된 웨이퍼를 반출하고, 열압착 시트를 세정하는 열압착 시트 세정 공정을 포함한다. 이하에, 순서대로, 각 공정에 대해 설명한다.
(열압착 시트 배치 공정)
도 1에는, 열압착 시트 배치 공정의 실시 형태를 도시한 사시도가 차례로 도시되어 있다. 열압착 시트 배치 공정은, 후술하는 연삭 공정에 앞서 실시되는 것이다. 열압착 시트 배치 공정을 실시할 때에는, 우선, 도 1(a)에 도시한 바와 같이, 가공 대상인 웨이퍼(W)와, 열압착 시트 배치 공정을 실시하기 위한 척 테이블(100)을 준비한다. 웨이퍼(W)는, 예컨대, 실리콘(Si)으로 이루어지고, 복수의 디바이스(D)가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되고 표면(Wa)에 형성되어 있다. 척 테이블(100)은, 환기성을 가지는 다공질의 다공성 세라믹으로 이루어지는 원반 형상의 흡착척(100a)과, 흡착척(100a)의 외주를 둘러싸는 원형 테두리부(100b)로 이루어지고, 척 테이블(100)은, 도시하지 않는 흡인 수단에 접속되어, 흡착척(100a)의 상면(유지면)에 재치되는 웨이퍼(W)를 흡인 유지할 수 있다.
웨이퍼(W)와, 척 테이블(100)을 준비했다면, 도 1(a)에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 이면(Wb) 측을 아래로 하고, 척 테이블(100)의 흡착척(100a)의 중심에 재치한다. 흡착척(100a)에 웨이퍼(W)를 재치했다면, 도 1(b)에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에, 20~100㎛의 두께로 형성된 원형의 열압착 시트(110)가 재치된다. 열압착 시트(110)로서는, 폴리올레핀계 시트, 또는 폴리에스테르계 시트가 선택 가능하고, 폴리올레핀계 시트인 경우는, 예컨대, 폴리에틸렌(PE) 시트가 선택된다. 도 1(b)로부터 이해되는 바와 같이, 흡착척(100a)의 직경은, 웨이퍼(W)의 직경보다 약간 크게 설정되어 있고, 웨이퍼(W)가 흡착척(100a)의 중심에 재치되는 것에 의해, 웨이퍼(W)의 외주를 둘러싸도록 흡착척(100a)이 노출한 상태가 된다. 또한, 열압착 시트(110)는, 적어도 웨이퍼(W)를 덮는 것이 가능한 크기이며, 바람직하게는, 흡착척(100a)의 직경보다 큰 직경으로 형성되고, 척 테이블(100)의 원형 테두리부(100b)보다 약간 작은 직경으로 형성된다. 이에 의해, 흡착척(100a)의 전면 및 웨이퍼(W)가 열압착 시트(110)로 덮인다. 또한, 열압착 시트(110)의 웨이퍼(W)에 재치되는 재치면 측에는 풀제 등의 점착층은 형성되어 있지 않다.
상기한 열압착 시트(110)는, 가열하는 것에 의해 점착력을 발휘하는 시트이며, 상기한 폴리에틸렌 시트로 한정되지 않는다. 열압착 시트(110)로서 폴리올레핀계 시트를 채용하는 경우는, 상기한 폴리에틸렌 시트 이외에, 예컨대, 폴리프로필렌(PP) 시트, 폴리스티렌(PS) 시트를 채용할 수 있다. 또한, 열압착 시트(110)로서 폴리에스테르계 시트를 채용하는 경우는, 예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 시트, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 시트 중에서 임의로 채용할 수 있다.
척 테이블(100)에 웨이퍼(W), 및 열압착 시트(110)를 재치했다면, 흡인 펌프 등을 포함하는 도시하지 않는 흡인 수단을 작동시키고, 도 1(b)에 도시한 바와 같이, 흡인력(Vm)을 흡착척(100a)에 작용시켜, 웨이퍼(W), 및 열압착 시트(110)를 흡인한다. 상기한 바와 같이, 열압착 시트(110)에 의해, 흡착척(100a)의 상면(유지면) 전역 및 웨이퍼(W)가 덮여 있기 때문에, 흡인력(Vm)은, 웨이퍼(W) 및 열압착 시트(110) 전체에 작용하고, 웨이퍼(W)와 열압착 시트(110)를 흡착척(100a) 상에 흡인 유지하고, 아울러 웨이퍼(W)와 열압착 시트(110)의 사이에 잔존하고 있던 공기를 흡인하여 양자를 밀착시킨다. 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에는, 복수의 디바이스(D)에 의해 매우 작은 요철이 형성되어 있고, 척 테이블(100)에 의해 흡인 유지되는 것에 의해, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 요철면에 열압착 시트(110)가 밀착한 상태가 된다. 이상에 의해, 열압착 시트 배치 공정이 완료된다.
(일체화 공정)
상기한 열압착 시트 배치 공정을 실시했다면, 그 다음에, 일체화 공정을 실시한다. 일체화 공정에 대해, 도 2, 및 도 3를 참조하면서 설명한다.
일체화 공정을 실시할 때에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W) 및 열압착 시트(110)를 흡인 유지한 상태의 척 테이블(100)의 상방에, 열압착 시트(110)를 가열함과 함께 열압착 시트(110)를 평탄화하여 열압착 시트(110)와 웨이퍼(W)를 일체화하기 위한 일체화 수단(120)(일부만이 도시됨)을 위치시킨다. 일체화 수단(120)은, 내부에 가열 히터 및 온도 센서(도시는 생략)를 내장한 원반 형상의 평탄 부재(122)를 구비하고 있고, 하면(124)은 불소 수지가 코팅된 평탄면이다. 평탄 부재(122)의 직경은, 적어도 웨이퍼(W)와 동등하거나, 그 이상의 직경으로 설정된다.
일체화 수단(120)을 척 테이블(100)의 상방에 위치시켰다면, 일체화 수단(120)에 내장된 가열 히터를 작동하고, 평탄 부재(122)를 하강시켜, 웨이퍼(W) 상에 배치된 열압착 시트(110)를 압박한다. 평탄 부재(122)의 가열 히터 및 온도 센서의 작동에 의해, 평탄 부재(122)의 하면(124)은 120℃~140℃가 되도록 제어된다. 본 실시 형태의 열압착 시트(110)는, 상기한 바와 같이 폴리에틸렌 시트이며, 120℃~140℃로 가열되는 것에 의해, 폴리에틸렌 시트가 용해하는 온도에 근접하여 점착력이 발휘됨과 동시에 연화한다. 그리고, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 디바이스(D)에 의해 형성된 미소한 요철면에 열압착 시트(110)가 밀착한 상태이기 때문에, 가열되는 것에 의해 연화한 열압착 시트(110)와 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 밀착도가 증가하고, 열압착 시트(110)의 점착력의 작용에 의해 점착된다. 또한, 평탄 부재(122)의 하면(124)은 평탄면이기 때문에, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 점착된 열압착 시트(110)의 표면이 평탄화된다. 이상에 의해, 웨이퍼(W)와 열압착 시트(110)가 일체화되는 일체화 공정이 완료된다. 또한, 상기한 바와 같이, 평탄 부재(122)의 하면(124)에는 불소 수지가 코팅되어 있기 때문에, 열압착 시트(110)가 가열되어 점착력이 발휘된다고 해도, 열압착 시트(110)로부터 평탄 부재(122)를 양호하게 분리시키는 것이 가능하다.
상기한 일체화 공정에서는, 열압착 시트(110)를 가열하고 평탄화하고 웨이퍼(W)와 열압착 시트(110)를 일체화하는 수단으로서, 도 2에 도시한 가열 히터를 내장한 평탄 부재(122)를 사용한 예를 들었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 평탄 부재(122)와는 별도로 가열 수단을 구비하고, 이 가열 수단에 의해 열압착 시트(110)를 미리 정해진 온도로 가열하고, 상기한 형상의 평탄 부재(122)로 압박하여 평탄화할 수 있다. 또한, 열압착 시트(110)의 표면에 적외선을 조사하여 가열한 후에, 롤러 등으로 압박하거나, 또는, 가열 히터 및 온도 센서를 내장한 롤러로 가열함과 함께 압박하여, 열압착 시트(110)의 표면을 평탄화할 수도 있다.
본 실시 형태에서는, 상기한 일체화 공정에 이어, 후속 공정으로 실시되는 연삭 공정을 배려하여, 열압착 시트(110)를 웨이퍼(W)의 형상에 따라 절단하는 절단 공정을 실시한다. 또한, 이 절단 공정은, 반드시 실시할 필요는 없지만, 실시하는 것이 열압착 시트(110)와 일체화된 웨이퍼(W)의 취급이 용이하게 되어, 후술하는 연삭 공정에 있어서 바람직하다. 이하에, 도 3을 참조하면서 절단 공정에 대해 설명한다.
(절단 공정)
도 3에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W) 및 열압착 시트(110)를 흡인 유지한 척 테이블(100) 상에, 절단 수단(70)(일부만 도시함)을 위치시킨다. 보다 구체적으로는, 절단 수단(70)은, 열압착 시트(110)를 절단하기 위한 원반 형상의 절삭 블레이드(72)와, 절삭 블레이드(72)를 화살표(R1)로 나타내는 방향으로 회전 구동하기 위한 모터(74)를 구비하고, 절삭 블레이드(72)의 날 끝을, 웨이퍼(W)의 외주 위치가 되도록 위치시킨다. 절삭 블레이드(72)가 웨이퍼(W)의 외주 위치에 위치되었다면, 절삭 블레이드(72)를 열압착 시트(110)의 두께만큼 절입하여 이송하고, 척 테이블(100)을 화살표(R2)로 나타내는 방향으로 회전시킨다. 이에 의해, 열압착 시트(110)가, 웨이퍼(W)의 외주를 따라 절단되고, 웨이퍼(W)의 외주로부터 돌출된 열압착 시트(110)의 잉여 부분을 절단하여 분리할 수 있다. 이상에 의해, 절단 공정이 완료된다.
(연삭 공정·열압착 시트 세정 공정)
상기한 바와 같이, 일체화 공정에 의해 웨이퍼(W)와 열압착 시트(110)를 일체화했다면, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)을 연삭하는 연삭 공정, 및 열압착 시트(110) 측을 세정하는 열압착 시트 세정 공정을 실시한다. 이하, 도 4를 참조하면서, 이 연삭 공정, 및 열압착 시트 세정 공정을 실시하는데 매우 적합한 연삭 장치(1)에 대해 설명한다.
연삭 장치(1)는, 대략 직방체형의 장치 하우징(2)을 구비하고 있다. 도 4에 있어서, 장치 하우징(2)의 우측의 상단에는, 정지 지지판(21)이 설치되어 있다. 이 정지 지지판(21)의 내측 벽면에는, 상하 방향으로 연장되는 2쌍의 안내 레일(22,22 및 23,23)이 설치되어 있다. 한 쪽의 안내 레일(22,22)에는 거친 연삭 유닛으로서의 거친 연삭 유닛(3)이 상하 방향으로 이동 가능하게 장착되고 있고, 다른 쪽의 안내 레일(23,23)에는 마무리 연삭 유닛으로서의 마무리 연삭 유닛(4)이 상하 방향으로 이동 가능하게 장착되어 있다.
거친 연삭 유닛(3)은, 유닛 하우징(31)과, 유닛 하우징(31)에 회전 가능하게 지지된 회전축(31a)의 하단에 장착된 휠 마운트(32)에 장착되고, 하면에 환형으로 복수의 연삭 지석(33a)이 배치된 거친 연삭 휠(33)과, 상기 유닛 하우징(31)의 상단에 장착되고 휠 마운트(32)를 화살표(R3)로 나타낸 방향으로 회전시키는 전동 모터(34)와, 유닛 하우징(31)을 장착한 이동 베이스(35)를 구비하고 있다. 이동 베이스(35)는, 정지 지지판(21)에 설치된 안내 레일(22,22)에 지지되고 있고, 거친 연삭 유닛(3)이 상하 방향으로 이동된다. 본 실시 형태에 있어서의 연삭 장치(1)는, 거친 연삭 유닛(3)의 이동 베이스(35)를 상하 방향으로 연삭 이송하는 연삭 이송 기구(36)를 구비하고 있다. 연삭 이송 기구(36)는, 정지 지지판(21)에 안내 레일(22,22)과 평행하게 상하 방향으로 배치되고 회전 가능하게 지지된 수나사 로드(361)와, 상기 수나사 로드(361)를 회전 구동하기 위한 펄스 모터(362)와, 이동 베이스(35)에 장착되고 수나사 로드(361)와 나사 결합하는 도시하지 않는 암나사 블록을 구비하고 있고, 펄스 모터(362)에 의해 수나사 로드(361)를 정회전 및 역회전 구동하는 것에 의해, 거친 연삭 유닛(3)을 상하 방향으로 이동시킨다.
마무리 연삭 유닛(4)도 상기 거친 연삭 유닛(3)과 대략 동일하게 구성되어 있고, 유닛 하우징(41)과, 유닛 하우징(41)에 회전 가능하게 지지된 회전축(41a)의 하단에 장착된 휠 마운트(42)에 장착되고 하면에 환형으로 복수의 연삭 지석(43a)이 배치된 마무리 연삭 휠(43)과, 유닛 하우징(41)의 상단에 장착되고 휠 마운트(42)를 화살표(R4)로 나타내는 방향으로 회전시키는 전동 모터(44)와, 유닛 하우징(41)을 장착한 이동 베이스(45)를 구비하고 있다. 이동 베이스(45)는, 정지 지지판(21)에 설치된 안내 레일(23,23)에 지지되고 있고, 거친 연삭 유닛(4)이 상하 방향으로 이동된다. 또한, 마무리 연삭 유닛(4)의 연삭 지석(43a)은, 거친 연삭 유닛(3)의 연삭 지석(33a)보다 미세한 지립에 의해 구성되어 있다. 본 실시 형태에 있어서의 연삭 장치(1)는, 마무리 연삭 유닛(4)의 이동 베이스(45)를 안내 레일(23,23)을 따라 이동하는 연삭 이송 기구(46)를 구비하고 있다. 연삭 이송 기구(46)는, 상기 정지 지지판(21)에 안내 레일(23,23)과 평행하게 상하 방향으로 배치되고 회전 가능하게 지지된 수나사 로드(461)와, 수나사 로드(461)를 회전 구동하기 위한 펄스 모터(462)와, 이동 베이스(45)에 장착되고 수나사 로드(461)와 나사 결합하는 도시하지 않는 암나사 블록을 구비하고 있고, 펄스 모터(462)에 의해 수나사 로드(461)를 정회전 및 역회전 구동하는 것에 의해, 마무리 연삭 유닛(4)을 상하 방향으로 이동시킨다.
전동 모터(34) 및 전동 모터(44)에 의해 회전되는 회전축(31a), 회전축(41a)의 회전축단(31b,41b)에는, 도시하지 않는 연삭수 공급 수단이 접속되어 있다. 연삭수 공급 수단은, 압송 펌프가 내장된 연삭수 탱크를 구비하고, 상기 연삭수 탱크로부터 압송되는 연삭수(L1)를, 회전축(31a), 및 회전축(41a)에 도입하고, 회전축(31a), 회전축(41a)의 내부에 형성된 관통 구멍을 통해 공급하고, 거친 연삭 휠(33), 및 마무리 연삭 휠(43)의 하단면으로부터 분사한다.
본 실시 형태에 있어서의 연삭 장치(1)는, 상기 정지 지지판(21)의 앞쪽에서 장치 하우징(2)의 상면과 대략 동일 평면이 되도록 배치된 턴 테이블(5)을 구비하고 있다. 이 턴 테이블(5)은, 비교적 큰 직경의 원반 형상으로 형성되고 있고, 도시하지 않는 회전 구동 기구에 의해 화살표(R5)로 나타내는 방향으로 적절하게 회전된다. 본 실시 형태의 경우, 턴 테이블(5)에는 3개의 척 테이블(6)이 균등한 간격으로 배치되어 있다. 이 척 테이블(6)은, 원반 형상의 프레임(61)과, 다공성 세라믹재에 의해 형성된 흡착척(62)으로 이루어져 있고, 흡착척(62)에 재치되는 피가공물을 도시하지 않는 흡인 수단을 작동하는 것에 의해 흡인 유지한다. 프레임(61)은, 흡착척(62)을 지지함과 동시에 흡착척(62)을 둘러싸는 외연부를 구성한다. 흡착척(62)의 상면과 프레임(61)의 외연부는, 그 높이가 동일 평면이 되도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성된 척 테이블(6)은, 도시하지 않는 회전 구동 기구에 의해 화살표(R6)로 나타내는 방향으로 회전된다. 턴 테이블(5)에 배치된 3개의 척 테이블(6)은, 턴 테이블(5)이 화살표(R5)로 나타내는 방향으로 120도 회전될 때마다, 피가공물 반입·반출 영역(A)→거친 연삭 가공 영역(B)→마무리 연삭 가공 영역(C)→피가공물 반입·반출 영역(A)으로 순차 이동된다.
연삭 장치(1)는, 피가공물 반입·반출 영역(A)에 대해 일방 측에 배치되고 연삭 가공 전의 피가공물인 웨이퍼를 스톡하는 제1 카세트(7)와, 피가공물 반입·반출 영역(A)에 대해 타방 측에 배치되고 연삭 가공 후의 피가공물인 웨이퍼를 스톡하는 제2 카세트(8)와, 제1 카세트(7)와 피가공물 반입·반출 영역(A)의 사이에 배치되고 피가공물의 중심 맞춤을 실시하는 임시 배치 영역(9)과, 피가공물 반입·반출 영역(A)과 제2 카세트(8)의 사이에 배치된 열압착 시트 세정 유닛(10), 및 연삭면 세정 유닛(11)을 구비하고 있다. 또한, 제1 카세트(7) 내에 수납된 피가공물인 웨이퍼를 임시 배치 영역(9)에 반출하는 것과 함께 연삭면 세정 유닛(11)으로 세정된 웨이퍼를 제2 카세트(8)에 반송하는 제1 반송 기구(12)와, 임시 배치 영역(9) 상에 재치되고 중심 맞춤된 웨이퍼를 피가공물 반입·반출 영역(A)에 위치된 척 테이블(6) 상에 반송하는 제2 반송 기구(13)와, 피가공물 반입·반출 영역(A)에 위치된 척 테이블(6) 상에 재치되어 있는 연삭 가공 후의 웨이퍼를, 열압착 시트 세정 유닛(10), 및 연삭면 세정 유닛(11)에 반송하는 제3 반송 기구(14)를 구비하고 있다. 열압착 시트 세정 유닛(10)은, 피가공물 반입·반출 영역(A)과 연삭면 세정 유닛(11)의 사이에 배치되고 있고, 롤 브러쉬(10a)와, 롤 브러쉬(10a)를 사이에 두고 대향하도록 위치된 한 쌍의 세정수 공급 파이프(10b)를 구비하고 있다.
제1 반송 기구(12)가 배치된 장치 하우징(2)의 바로 앞쪽에는, 연삭 작업을 지시하거나, 가공 조건을 지정하기 위한 조작 패널(15), 연삭 가공 시의 상황을 표시하고, 터치 패널 기능을 구비하는 것에 의해, 적절하게 작업 지시를 실시 가능하게 구성된 표시 모니터(16)가 배치되어 있다. 또한, 본 실시 형태의 연삭 장치(1)에는, 상기한 구성 이외에, 각 작동부를 제어하기 위한 제어 유닛, 및 거친 연삭 가공 영역(B) 및 마무리 연삭 가공 영역(C)에 각각 인접하여 배치된 웨이퍼의 두께를 계측하는 두께 계측기(모두 도시는 생략함) 등이 배치되어 있다.
본 실시 형태의 연삭 장치(1)는, 대략 상기한 바와 같은 구성을 구비하고 있고, 도 4 내지 도 7을 참조하면서, 연삭 장치(1)를 사용하여 실시되는 연삭 공정, 및 열압착 시트 세정 공정에 대해 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 연삭 공정은, 거친 연삭 유닛(3)에 의해 실시되는 거친 연삭 공정, 및 마무리 연삭 유닛(4)에 의해 실시되는 마무리 연삭 공정으로 이루어지는 예에 기초하여 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 1개의 연삭 공정만으로 구성되는 것이라도 좋다.
도 5에 도시한 바와 같이, 열압착 시트(110)가 일체화된 웨이퍼(W)의 이면(Wb) 측을 상방으로, 열압착 시트(110) 측을 하방으로 향하게 하여, 연삭 장치(1)의 피가공물 반입·반출 영역(A)에 위치된 척 테이블(6)의 흡착척(62) 상에 재치한다. 척 테이블(6)의 흡착척(62)은, 도시하지 않는 흡인 수단에 접속되고, 상기 흡인 수단을 작동하는 것에 의해 흡인력을 작용시켜 웨이퍼(W)를 척 테이블(6) 상에 흡인 유지한다.
웨이퍼(W)를, 피가공물 반입·반출 영역(A)에 위치된 척 테이블(6) 상에 흡인 유지했다면, 턴 테이블(5)을 R5로 나타내는 방향으로 회전하고, 웨이퍼(W)를 흡인 유지한 척 테이블(6)을 거친 연삭 유닛(3)의 바로 아래에 위치시킨다. 그 다음에, 도 6에 도시한 바와 같이, 거친 연삭 유닛(3)의 회전축(31a)을 화살표(R7)로 나타내는 방향으로 예컨대 6000 rpm으로 회전시키면서, 척 테이블(6)을 도 6에서 화살표(R8)로 나타내는 방향으로 예컨대 300 rpm으로 회전시킨다. 그리고, 연삭 지석(33a)을 웨이퍼(W)의 이면(Wb)에 접촉시키고, 연삭 휠(32)을, 예컨대 1㎛/초의 연삭 이송 속도로 하방, 즉, 척 테이블(6)에 대해 수직인 방향으로 연삭 이송한다. 이 때, 회전축(31a)을 통해 거친 연삭 휠(32)의 하면으로부터 웨이퍼(W)의 연삭면, 즉 이면(Wb)에 대해 연삭수(L1)가 공급된다. 또한, 이와 동시에, 도시하지 않는 접촉식의 측정 게이지에 의해 웨이퍼(W)의 두께를 측정하면서 연삭을 진행시킬 수 있으며, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)이 거친 연삭되어 웨이퍼(W)를 거친 연삭에 있어서 원하는 두께로써, 거친 연삭 공정이 완료된다.
상기한 바와 같이, 거친 연삭 공정이 완료되었다면, 턴 테이블(5)을 도 4에서 R5로 나타내는 방향으로 회전하여, 척 테이블(6)을 마무리 연삭 유닛(4)의 바로 아래에 이동시킨다. 마무리 연삭 유닛(4)의 바로 아래에 척 테이블(6)을 이동시켰다면, 마무리 연삭 유닛(4)의 회전 스핀들(41a)을 예컨대 6000 rpm으로 회전시키면서, 척 테이블(6)을 예컨대 300 rpm으로 회전시킨다. 그리고, 연삭 지석(43a)을 웨이퍼(W)의 이면(Wb)에 접촉시키고, 연삭 휠(42)을, 예컨대 0.1㎛/초의 연삭 이송 속도로 하방, 즉, 척 테이블(6)에 대해 수직인 방향으로 연삭 이송한다. 이 때, 회전축(41a)을 통해 마무리 연삭 휠(42)의 하면으로부터 웨이퍼(W)의 연삭면, 즉 이면(Wb)에 대해 연삭수(L1)가 공급된다. 또한, 이와 동시에, 도시하지 않는 접촉식의 측정 게이지에 의해 웨이퍼(W)의 두께를 측정하면서 연삭을 진행시킬 수 있고, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)이 연삭되어 웨이퍼(W)를 마무리 연삭에 있어서 원하는 두께로써, 마무리 연삭 공정이 완료되고, 상기한 거친 연삭 공정, 및 마무리 연삭 공정으로 이루어지는 연삭 공정이 완료된다.
상기한 바와 같이, 연삭 공정이 완료되었다면, 턴 테이블(5)을 R5로 나타내는 방향으로 회전하여 척 테이블(6)을 피가공물 반입·반출 영역(A)에 위치시킨다. 피가공물 반입·반출 영역(A)에 위치된 척 테이블(6)로부터, 제3 반송 기구(14)를 작동하고, 도 7(a)에 도시한 바와 같이 웨이퍼(W)의 이면(Wb) 측을 흡인하고, 열압착 시트(110) 측을 피가공물 반입·반출 영역(A)과 연삭면 세정 유닛(11)의 사이에 배치된 열압착 시트 세정 유닛(10) 상을 통과시킨다. 열압착 시트 세정 유닛(10)은, 상기한 바와 같이, 롤 브러쉬(10a)와, 롤 브러쉬(10a)를 사이에 두고 대향하도록 배치된 한 쌍의 세정수 공급 파이프(10b)를 구비하고 있고, 열압착 시트 세정 유닛(10) 상을 웨이퍼(W)가 통과할 때에는, 도시하지 않는 회전 구동 기구를 작동하여 롤 브러쉬(10a)를 화살표(R10)로 나타내는 방향으로 회전시키고, 아울러 세정수 공급 파이프(10b,10b)에 형성된 분사 구멍(10c)으로부터 세정수(L2)를 분사시킨다. 도 7(b)에 도시한 바와 같이, 열압착 시트 세정 유닛(10) 상을 웨이퍼(W)가 통과하면, 세정수 공급 파이프(10b)로부터 분사된 세정수(L2)가, 열압착 시트(110)을 향해서 공급되고, 롤 브러쉬(10a)의 브러쉬가 열압착 시트(110)의 전역에 회전하면서 접촉하여, 열압착 시트(110)의 표면에 부착한 연삭 부스러기를 제거한다. 이와 같이 하여 열압착 시트 세정 유닛(10) 상을 웨이퍼(W)가 통과함으로써, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 측에 점착된 열압착 시트(110)의 전역으로부터 연삭 부스러기가 제거되고, 열압착 시트 세정 공정이 완료된다.
상기한 열압착 시트 세정 공정이 완료되었다면, 그대로 제3 반송 기구(14)에 의해 흡착된 웨이퍼(W)를 연삭면 세정 유닛(11)에 반송하고, 연삭면 세정 유닛(11)에 의해, 웨이퍼(W)의 연삭면, 즉 웨이퍼(W)의 이면(Wb)를 세정한다(연삭면 세정 공정). 이 연삭면 세정 공정에 의해 세정된 웨이퍼(W)는, 제1 반송 기구(12)에 의해 흡착되고, 제2 카세트(8)의 미리 정해진 위치에 반송되고, 수용된다.
(박리 공정)
상기한 연삭 공정, 열압착 시트 세정 공정, 및 연삭면 세정 공정이 완료되었다면, 제2 카세트(8)에 수용된 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 측으로부터, 상기한 일체화 공정에 있어서 웨이퍼(W)와 일체화된 열압착 시트(110)을 박리하는 박리 공정을 실시한다. 박리 공정에 대해, 도 8, 도 9를 참조하면서, 이하에 설명한다.
박리 공정을 실시할 때에는, 도 8에 도시한 박리용 척 테이블(90)을 준비한다. 박리용 척 테이블(90)은, 중앙에 환기성을 가지는 다공질의 다공성 세라믹으로 이루어지는 원반 형상의 흡착척(92)을 구비하고 있다. 흡착척(92)은, 도시하지 않는 흡인 수단에 접속되어 있다. 연삭 가공이 실시된 웨이퍼(W)는, 제2 카세트(8)로부터 반출되고, 열압착 시트(110)가 점착된 표면(Wa) 측을 상방으로 향하게 하고, 이면(Wb) 측을 흡착척(92)에 재치하여 흡인 유지된다. 그 다음에, 흡착척(92)에 흡인 유지된 웨이퍼(W)의 열압착 시트(110)의 외주 부분에 대해, 도시하지 않는 냉각 수단, 또는 가열 수단을 작동하여, 부분적으로 냉각 처리, 또는 가열 처리를 실시하여, 외주 부분과 그 이외의 부분에 있어서 온도차를 발생시켜, 열압착 시트(110)를 그 외주 부분에서 박리하기 쉬운 상태로 한다. 그 후, 도 9에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)를 흡착척(92)에 흡인 유지한 상태에서, 열압착 시트(110)을 상기한 냉각 처리, 또는 가열 처리를 실시한 외주 부분부터 박리한다. 이상에 의해 박리 공정이 완료된다.
상기한 본 실시 형태에 의하면, 웨이퍼(W)의 표면에 배치된 열압착 시트(110)가 평탄화되어 있기 때문에, 연삭 장치(1)의 척 테이블(6)에 유지되어 연삭 공정이 실시되어도, 열압착 시트(110)와 척 테이블(6)의 유지면의 간극으로부터 연삭 부스러기가 들어가기 어렵게 되어, 열압착 시트(110)에 연삭 부스러기가 부착하는 것이 억제된다. 또한, 연삭 공정이 실시되어 열압착 시트(110)에 연삭 부스러기가 부착해도, 열압착 시트가 평탄화되어 있기 때문에 연삭 부스러기의 부착력이 약해, 열압착 시트 세정 유닛(10)에 의해 열압착 시트(110)의 표면에서 연삭 부스러기가 확실히 제거되고, 다음 공정에 반송되었을 때에, 다음 공정에 있어서 오염원이 되는 문제가 해소된다.
또한, 상기한 실시 형태에서는, 열압착 시트(110)로서 폴리에틸렌 시트를 채용했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 폴리올레핀계의 시트, 또는 폴리에스테르계의 시트로부터 적절하게 선택할 수 있다.
열압착 시트(110)을, 폴리올레핀계의 시트로부터 선택하는 경우, 폴리에틸렌 시트 이외에, 폴리프로필렌 시트, 폴리스티렌 시트로부터 임의로 선택할 수 있다. 열압착 시트(110)로서, 폴리프로필렌 시트를 선택했을 경우는, 일체화 공정에 있어서 가열할 때의 온도를 160℃~180℃으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 열압착 시트(110)로서, 폴리스티렌 시트를 선택했을 경우는, 일체화 공정에 있어서 가열할 때의 온도를 220℃~240℃으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 열압착 시트(110)을, 폴리에스테르계의 시트로 하는 경우, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 시트, 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트 시트로부터 선택할 수 있다. 열압착 시트(110)로서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 시트를 선택했을 경우는, 일체화 공정에 있어서 가열할 때의 온도를 250℃~270℃으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 열압착 시트(110)로서, 폴리에틸렌 나프탈레이트 시트를 선택했을 경우는, 일체화 공정에 있어서 가열할 때의 온도를 160℃~180℃으로 하는 것이 바람직하다.
1: 연삭 장치 2: 장치 하우징
3: 거친 연삭 유닛 4: 마무리 연삭 유닛
5: 턴 테이블 6: 척 테이블
7: 제1 카세트 8: 제2 카세트
9: 임시 배치 영역 10: 열압착 시트 세정 유닛
10a: 롤 브러쉬 10b: 세정수 공급 파이프
11: 연삭면 세정 유닛 12: 제1 반송 기구
13: 제2 반송 기구 14: 제3 반송 기구
21: 정지 지지 기판 22, 23: 안내 레일
31: 유닛 하우징 31a: 회전축
33: 거친 연삭 휠 33a: 연삭 지석
34: 전동 모터 35: 이동 베이스
36: 연삭 이송 기구 41: 유닛 하우징
41a: 회전축 43: 연삭 휠
43a: 연삭 지석 44: 전동 모터
45: 이동 베이스 46: 연삭 이송 기구
100: 척 테이블 110: 열압착 시트
120: 일체화 수단 122: 압박 부재
124: 하면 A: 피가공물 반입·반출 영역
B: 거친 연삭 가공 영역 C: 마무리 연삭 가공 영역
W: 웨이퍼 Wa: 표면
Wb: 이면 D: 디바이스
L1: 연삭수 L2: 세정수

Claims (7)

  1. 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되고 표면에 형성된 웨이퍼의 이면을 연삭하는 웨이퍼의 가공 방법에 있어서,
    상기 웨이퍼의 표면에 상기 웨이퍼를 덮는 크기의 열압착 시트를 배치하는 열압착 시트 배치 공정과,
    상기 열압착 시트를 가열함과 함께 평탄 부재로 압박하고, 상기 열압착 시트를 평탄화함과 함께 상기 열압착 시트와 상기 웨이퍼를 일체화하는 일체화 공정과,
    상기 일체화 공정을 실시한 후, 연삭 장치의 척 테이블에 상기 열압착 시트 측을 유지하고 상기 웨이퍼의 이면에 연삭수를 공급하면서 상기 웨이퍼를 원하는 두께로 연삭하는 연삭 공정과,
    상기 연삭 공정을 실시한 후, 상기 척 테이블로부터 일체화된 상기 웨이퍼 및 상기 열압착 시트를 반출하고, 상기 열압착 시트를 세정하는 열압착 시트 세정 공정
    을 구비한 웨이퍼의 가공 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열압착 시트 세정 공정의 후에, 상기 열압착 시트를 부분적으로 가열, 또는 냉각하여 온도차를 발생시켜 상기 웨이퍼의 표면으로부터 상기 열압착 시트를 박리하는 박리 공정을 더 구비한 웨이퍼의 가공 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 열압착 시트는, 폴리올레핀계 시트, 또는 폴리에스테르계 시트로 구성되는 웨이퍼의 가공 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 열압착 시트가 상기 폴리올레핀계 시트인 경우는, 폴리에틸렌 시트, 폴리프로필렌 시트, 폴리스티렌 시트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 웨이퍼의 가공 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 일체화 공정에 있어서 상기 열압착 시트를 가열할 때의 온도는, 상기 폴리에틸렌 시트의 경우는 120℃~140℃이며, 상기 폴리프로필렌 시트의 경우는 160℃~180℃이며, 상기 폴리스티렌 시트의 경우는 220℃~240℃인 웨이퍼의 가공 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 열압착 시트가 폴리에스테르계 시트인 경우는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 시트, 폴리에틸렌 나프탈레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 웨이퍼의 가공 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 일체화 공정에 있어서 상기 열압착 시트를 가열할 때의 온도는, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 시트의 경우는 250℃~270℃이며, 상기 폴리에틸렌 나프탈레이트 시트의 경우는 160℃~180℃인 웨이퍼의 가열 방법.
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