JP2011044473A - Grinding device for wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サファイアウエーハ、炭化珪素ウエーハ等のモース硬度9以上の硬質ウエーハを研削するのに適したウエーハの研削装置に関する。 The present invention relates to a wafer grinding apparatus suitable for grinding a hard wafer having a Mohs hardness of 9 or more, such as a sapphire wafer or a silicon carbide wafer.
表面に窒化ガリウム等の窒化物半導体層が積層され、格子状に形成された分割予定ラインによって区画された各領域にそれぞれ光デバイスが形成されたサファイアウエーハは、分割予定ラインに沿ってレーザビームを照射することにより個々の光デバイスに分割され、分割された光デバイスは携帯電話、デジタルカメラ等の電子機器に利用される(例えば、特開2008−6492号公報参照)。 A sapphire wafer in which a nitride semiconductor layer such as gallium nitride is stacked on the surface, and an optical device is formed in each region defined by the planned division lines formed in a lattice pattern, is a laser beam along the planned division lines. The optical device is divided into individual optical devices by irradiation, and the divided optical devices are used for electronic devices such as a mobile phone and a digital camera (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-6492).
サファイアウエーハはエピタキシャル層の成長に適したサファイア基板上に窒化物半導体層を成長させて形成されるため、サファイア基板は光デバイスを製造する上で不可欠な素材であるが、基板上に窒化物半導体層を積層した後は電子機器の軽量化、小型化、素子特性の向上のために、研削装置によってサファイア基板の裏面が研削されて薄く加工される(例えば、特開2008−23693号公報参照)。 Since sapphire wafers are formed by growing a nitride semiconductor layer on a sapphire substrate suitable for epitaxial layer growth, the sapphire substrate is an indispensable material for manufacturing optical devices. After the layers are stacked, the back surface of the sapphire substrate is ground and thinned by a grinding device in order to reduce the weight, size, and improve device characteristics of the electronic device (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-23693). .
しかし、サファイアウエーハの表面に粘着テープからなる保護テープを貼着し、サファイアウエーハの裏面を研削してその厚みを100μm以下、更には50μm以下と薄くすると、サファイア基板に割れが生じるという問題がある。かかる問題は、炭化珪素基板(SiC基板)等の硬質脆性基板の研削においても同様に生じる。 However, when a protective tape made of an adhesive tape is attached to the surface of the sapphire wafer and the back surface of the sapphire wafer is ground to reduce its thickness to 100 μm or less, and further to 50 μm or less, there is a problem that the sapphire substrate is cracked. . Such a problem also occurs when grinding a hard brittle substrate such as a silicon carbide substrate (SiC substrate).
この原因について考察すると、ウエーハの研削面に微小なクラックが多数生じて基板が凸状に反るのが一つの原因ではないかと推察される。基板に反りが発生すると、研削時にウエーハが横方向に引きずられ、基板に割れが発生し易い。 Considering this cause, it can be inferred that one of the causes is that a large number of micro cracks are generated on the ground surface of the wafer and the substrate warps in a convex shape. When the substrate is warped, the wafer is dragged in the lateral direction during grinding, and the substrate is likely to be cracked.
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、サファイア基板等の硬質脆性基板を研削して薄く加工しても基板の割れを起こすことのないウエーハの研削装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to grind a wafer that does not cause cracking of the substrate even if a hard brittle substrate such as a sapphire substrate is ground and thinned. Is to provide a device.
本発明によると、ウエーハを保持し回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削砥石を有する研削ホイールを回転可能に支持する研削手段とを備えたウエーハの研削装置であって、該チャックテーブルは、ウエーハを吸引保持する保持面を有する吸引板と、該吸引板の保持面以外を囲繞するとともに該保持面の反対面を支持する底部を有する枠体とを含み、該枠体の底部には、該吸引板の中央部の吸引力が外周部の吸引力よりも強くなるように吸引溝が外周部に比較して中央部で密になる様に形成されており、該チャックテーブルの該吸引板は、該枠体に形成された吸引溝を介して吸引源に連通されていることを特徴とするウエーハの研削装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a wafer grinding apparatus comprising: a chuck table that holds and rotates a wafer; and a grinding means that rotatably supports a grinding wheel having a grinding wheel for grinding the wafer held on the chuck table. The chuck table includes a suction plate having a holding surface for sucking and holding the wafer, and a frame having a bottom portion that surrounds other than the holding surface of the suction plate and supports the opposite surface of the holding surface, A suction groove is formed at the bottom of the frame so that the suction force at the center of the suction plate is stronger at the center than at the outer periphery so that the suction at the center is stronger than the suction at the outer periphery. The wafer grinding apparatus is characterized in that the suction plate of the chuck table communicates with a suction source through a suction groove formed in the frame body.
本発明の研削装置によると、チャックテーブルを構成する枠体の底部には、吸引板の中央部の吸引力が外周部の吸引力よりも強くなるように吸引溝が外周部に比較して中央部に密に形成されているので、中央部においてウエーハを保持する保持力が増大し、研削中のウエーハの反りが抑制されて、ウエーハの割れを防止できる。 According to the grinding device of the present invention, the suction groove is formed at the center of the bottom part of the frame constituting the chuck table as compared with the outer peripheral part so that the suction force of the central part of the suction plate is stronger than the suction force of the outer peripheral part. Since it is formed densely in the part, the holding force for holding the wafer in the central part is increased, the warpage of the wafer during grinding is suppressed, and the wafer can be prevented from cracking.
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は本発明実施形態の研削装置2の外観斜視図を示している。4は研削装置2のハウジング(ベース)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、上下方向に伸びる一対のガイドレール8が固定されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an external perspective view of a
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、スピンドルハウジング12と、スピンドルハウジング12を保持する支持部14を有しており、支持部14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16に取り付けられている。
A grinding unit (grinding means) 10 is mounted along the pair of
研削ユニット10はスピンドルハウジング12中に回転可能に収容されたスピンドル18と、スピンドル18の先端に固定されたホイールマウント20と、ホイールマウント20にねじ締結され環状に配設された複数の研削砥石を有する研削ホイール22と、スピンドル18を回転駆動する電動モータ24を含んでいる。
The
研削装置2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28とパルスモータ30とから構成される研削ユニット移動機構32を備えている。パルスモータ30を駆動すると、ボールねじ28が回転し、移動基台16が上下方向に移動される。
The
ハウジング4の上面には凹部4aが形成されており、この凹部4aにチャックテーブル機構34が配設されている。チャックテーブル機構34はチャックテーブル36を有し、図示しない移動機構によりウエーハ着脱位置Aと、研削ユニット10に対向する研削位置Bとの間でY軸方向に移動される。38,40は蛇腹である。ハウジング4の前方側には、研削装置2のオペレータが研削条件等を入力する操作パネル42が配設されている。
A
図2を参照すると、所定の厚さに研削される前のサファイアウエーハ11の斜視図が示されている。サファイアウエーハ11はサファイア基板上に窒化ガリウム層(GaN層)を積層して構成されており、表面11aに複数のストリート13が格子状に形成されているとともに、複数のストリート13によって区画された複数の領域にLED等の光デバイス15が形成されている。
Referring to FIG. 2, a perspective view of the
このように構成されたサファイアウエーハ11は、光デバイス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を備えている。また、サファイアウエーハ11の外周には、サファイア基板の結晶方位を示すマークとしてのノッチ21が形成されている。
The
研削に先立ち、サファイアウエーハ11の表面11aには、保護テープ貼着工程により保護テープ23が貼着される。従って、サファイアウエーハ11の表面11aは保護テープ23によって保護され、図3に示すように裏面11bが露出する形態となる。
Prior to grinding, the
図4を参照すると、チャックテーブル36の分解斜視図が示されている。図5はチャックテーブル36の斜視図である。チャックテーブル36はSUS等の金属から形成された凹部47を有する枠体46と、枠体46の凹部47中に嵌合されるウエーハを吸引保持する保持面を有する吸引板48とから構成される。
Referring to FIG. 4, an exploded perspective view of the chuck table 36 is shown. FIG. 5 is a perspective view of the chuck table 36. The chuck table 36 includes a
枠体46の底部49には、吸引口51と、吸引口51に連通された複数の放射状溝53と、各放射状溝53に連通された同心状の複数の円形溝55が形成されている。図4から明らかなように、円形溝55は中央部にいくに従ってその密度が高くなる様に形成されている。枠体46の底部49に形成した円形溝55の密度が中央部にいくにつれて高くなっているので、吸引板48の吸引力は図6に示すように中央部で外周部に比較して強くなる。
At the
チャックテーブル36の枠体46は円筒状連結部50を介してサーボモータ52に連結されている。枠体46の凹部47中に嵌合された吸引板48は、枠体の底部49に形成された円形溝55、放射状溝53、吸引口51、円筒状連結部に形成された吸引路、ロータリージョイント54及び管路56を介して吸引源58に接続される。
The
図7を参照すると、スピンドル18の先端にはホイールマウント20が固定されており、ホイールマウント20には研削ホイール22が複数のねじ25により着脱可能に装着されている。研削ホイール22は、環状基台24の自由端部に複数の研削砥石26を固着して構成されている。
Referring to FIG. 7, a
チャックテーブル36に吸引保持されたサファイアウエーハ11が図7に示す研削位置に位置づけられると、チャックテーブル36を矢印a方向に例えば500rpmで回転しつつ、研削ホイール22をチャックテーブル36と同一方向に、即ち矢印b方向に例えば1000rpmで回転させるとともに、研削ユニット送り機構32を作動して研削砥石26をサファイアウエーハ11の裏面11bに接触させる。
When the sapphire wafer 11 sucked and held by the chuck table 36 is positioned at the grinding position shown in FIG. 7, the
そして、研削ホイール22を所定の研削送り速度(例えば0.1μm/s)で下方に所定量研削送りして、サファイアウエーハ11の研削を実施する。図示しない接触式又は非接触式の厚み測定ゲージによってサファイアウエーハ11の厚みを測定しながらサファイアウエーハ11を所望の厚み(例えば50μm)に仕上げる。
Then, the
本実施形態の研削装置によると、チャックテーブル36の枠体46の底部49に形成された同心状の円形溝55の密度が底部中央にいくにつれて高くなる様に形成されているので、吸引板48の中央部においてサファイアウエーハ11を保持する保持力が増大し、研削中のサファイアウエーハ11の反りが抑制されてサファイアウエーハ11の割れを防止できる。
According to the grinding apparatus of the present embodiment, the density of the concentric
上述した実施形態の研削装置2は、サファイアウエーハ11の研削に適するのみでなく、炭化珪素ウエーハ等のモース硬度9以上の硬質ウエーハの研削にも同様に適用することができる。
The
2 研削装置
10 研削ユニット
11 サファイアウエーハ
22 研削ホイール
26 研削砥石
36 チャックテーブル
46 枠体
48 吸引板
53 放射状溝
55 同心状円形溝
2
Claims (2)
該チャックテーブルは、ウエーハを吸引保持する保持面を有する吸引板と、該吸引板の保持面以外を囲繞するとともに該保持面の反対面を支持する底部を有する枠体とを含み、
該枠体の底部には、該吸引板の中央部の吸引力が外周部の吸引力よりも強くなるように吸引溝が外周部に比較して中央部で密になる様に形成されており、
該チャックテーブルの該吸引板は、該枠体に形成された吸引溝を介して吸引源に連通されていることを特徴とするウエーハの研削装置。 A wafer grinding apparatus comprising: a chuck table that holds a wafer and is rotatable; and a grinding means that rotatably supports a grinding wheel having a grinding wheel for grinding the wafer held on the chuck table.
The chuck table includes a suction plate having a holding surface for sucking and holding the wafer, and a frame having a bottom portion that surrounds other than the holding surface of the suction plate and supports the opposite surface of the holding surface,
A suction groove is formed at the bottom of the frame so that the suction at the center of the suction plate is stronger at the center than at the outer periphery so that the suction at the center is stronger than the suction at the outer periphery. ,
The wafer grinding apparatus, wherein the suction plate of the chuck table communicates with a suction source through a suction groove formed in the frame.
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