JP2018120916A - Polishing method of wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、硬質基板上に半導体層が積層された光デバイスウェーハ等のウェーハの研削方法に関する。 The present invention relates to a method for grinding a wafer such as an optical device wafer in which a semiconductor layer is laminated on a hard substrate.
光デバイスウェーハは、例えば、サファイア基板上に窒化ガリウム（ＧａＮ）等のエピタキシャル層（半導体層）が積層されて構成されている。光デバイスの輝度の向上を図るために、当初５００〜７００μｍ程度の厚みの光デバイスウェーハが１００μｍ程度まで研削により薄化される。 The optical device wafer is configured, for example, by laminating an epitaxial layer (semiconductor layer) such as gallium nitride (GaN) on a sapphire substrate. In order to improve the luminance of the optical device, an optical device wafer having a thickness of about 500 to 700 μm is first thinned to about 100 μm by grinding.
然し、光デバイスウェーハの基板であるサファイアは硬質で研削が難しく、バックグラインド用の保護テープを表面に貼着しても、研削加工による負荷でウェーハが破損してしまう恐れがある。 However, sapphire, which is the substrate of the optical device wafer, is hard and difficult to grind, and even if a protective tape for back grinding is attached to the surface, the wafer may be damaged by a load due to grinding.
そのため、セラミックスやガラス等の支持基台（剛性プレート）にワックス等の硬化する接着剤でウェーハを固定し、研削負荷がかかっても、硬い支持基板で固定されているためにウェーハの破損を抑制できるような加工方法が選択される。 For this reason, the wafer is fixed to a support base (rigid plate) such as ceramics or glass with a hardened adhesive such as wax, and even if a grinding load is applied, it is fixed with a hard support substrate, so that damage to the wafer is suppressed. A processing method that can be used is selected.
しかしながら、ウェーハを接着剤にめり込むように固定すると、外周に接着剤がはみ出し、ウェーハを薄化するにつれて接着剤もウェーハと共に研削してしまう恐れがある。その場合、研削砥石は接着剤によって目詰まりしたり、研削不良（研削量が低下し、ウェーハが割れたり、面焼けやスクラッチ、外周のチッピングの発生等）が発生する原因となる。 However, when the wafer is fixed so as to be embedded in the adhesive, the adhesive protrudes from the outer periphery, and the adhesive may be ground together with the wafer as the wafer is thinned. In this case, the grinding wheel may be clogged by an adhesive, or may cause poor grinding (the amount of grinding is reduced, the wafer is cracked, surface burns, scratches, chipping of the outer periphery, etc.) occur.
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、ウェーハを支持基台に固定するための接着剤中に含まれた砥粒によりウェーハの表面が損傷するのを防止可能なウェーハの研削方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such points, and the object of the present invention is that the surface of the wafer is damaged by the abrasive grains contained in the adhesive for fixing the wafer to the support base. It is an object of the present invention to provide a method for grinding a wafer capable of preventing the above.
本発明によると、格子状に形成された複数の分割予定ラインで区画された各領域にデバイスが形成された表面を有するウェーハの裏面を、研削砥石で研削するウェーハの研削方法であって、ウェーハの表面の該デバイスが形成された領域を保護部材で覆う表面保護ステップと、該表面保護ステップを実施した後、支持部材の支持面に砥粒を含む接着剤で該ウェーハの該保護部材側を固定し、該接着剤がウェーハに押し付けられてウェーハの外周にはみ出した状態で硬化したウェーハユニットを形成するウェーハユニット形成ステップと、該ウェーハユニットの該支持部材をチャックテーブルの保持面で保持し、該保持面と直交する回転軸で回転する研削砥石で該ウェーハの裏面を研削し、ウェーハを薄化する研削ステップと、該研削ステップを実施した後、該ウェーハから該支持部材と該保護部材とを剥離する剥離ステップと、を備え、該研削ステップでは、該接着剤に含まれる砥粒によって、該ウェーハと共にウェーハの周囲の該接着剤を研削して該研削砥石の目詰まりを抑制することを特徴とするウェーハの研削方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a wafer grinding method for grinding a back surface of a wafer having a surface on which a device is formed in each region divided by a plurality of division lines formed in a lattice shape with a grinding wheel. A surface protection step for covering the region where the device is formed on the surface of the wafer with a protection member; and after performing the surface protection step, the protection member side of the wafer is coated with an adhesive containing abrasive grains on the support surface of the support member A wafer unit forming step of forming a cured wafer unit in a state where the adhesive is pressed against the wafer and protrudes to the outer periphery of the wafer, and the support member of the wafer unit is held by the holding surface of the chuck table, A grinding step of grinding the back surface of the wafer with a grinding wheel rotating on a rotation axis orthogonal to the holding surface, and thinning the wafer; and the grinding step And a peeling step for peeling the support member and the protection member from the wafer after being performed, and in the grinding step, the adhesive around the wafer together with the wafer by abrasive grains contained in the adhesive A method for grinding a wafer is provided in which clogging of the grinding wheel is suppressed by clogging the grinding wheel.
好ましくは、砥粒はＳｉＣ系砥粒又はアルミナ系砥粒から構成される。好ましくは、保護部材は保護テープから構成される。 Preferably, the abrasive grains are composed of SiC-based abrasive grains or alumina-based abrasive grains. Preferably, the protective member is made of a protective tape.
本発明によると、砥粒を含む接着剤で保護部材を介してウェーハを支持基台に固定したため、例え研削ステップで接着剤を研削したとしても接着剤に含まれる砥粒により研削砥石の目詰まりを防止することができる。更に、保護部材をウェーハの表面に貼着してから支持基台に接着するため、接着剤に含まれる砥粒によってウェーハのデバイスが損傷するのを防止することができる。 According to the present invention, since the wafer is fixed to the support base through the protective member with the adhesive containing abrasive grains, even if the adhesive is ground in the grinding step, the grinding stones are clogged with the abrasive grains contained in the adhesive. Can be prevented. Furthermore, since the protective member is bonded to the surface of the wafer and then bonded to the support base, it is possible to prevent the wafer device from being damaged by the abrasive grains contained in the adhesive.
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を参照すると、本発明の研削方法を実施するのに適した研削装置２の外観斜視図が示されている。４は研削装置２のベースであり、ベース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. Referring to FIG. 1, an external perspective view of a grinding apparatus 2 suitable for carrying out the grinding method of the present invention is shown. Reference numeral 4 denotes a base of the grinding apparatus 2, and a column 6 is erected on the rear side of the base 4. A pair of guide rails 8 extending in the vertical direction is fixed to the column 6.
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 guide rails 8 so as to be movable in the vertical direction. The grinding unit 10 includes a spindle housing 12 and a support portion 14 that holds the spindle housing 12, and the support portion 14 is attached to a moving base 16 that moves up and down along a pair of guide rails 8. Yes.
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を回転駆動するモータ２０と、スピンドル１８の先端に固定されたホイールマウント２２と、ホイールマウント２２に着脱可能に装着された研削ホイール２４とを含んでいる。 The grinding unit 10 includes a spindle 18 rotatably accommodated in a spindle housing 12, a motor 20 that rotationally drives the spindle 18, a wheel mount 22 fixed to the tip of the spindle 18, and a detachable attachment to the wheel mount 22. And a mounted grinding wheel 24.
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３０とパルスモータ３２とから構成される研削ユニット送り機構３４を備えている。パルスモータ３２を駆動すると、ボールねじ３０が回転し、移動基台１６が上下方向に移動される。 The grinding apparatus 2 includes a grinding unit feed mechanism 34 including a ball screw 30 and a pulse motor 32 that move the grinding unit 10 in the vertical direction along the pair of guide rails 8. When the pulse motor 32 is driven, the ball screw 30 rotates and the moving base 16 is moved in the vertical direction.
ベース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３６が配設されている。チャックテーブル機構３６はチャックテーブル３８を有し、図示しない移動機構によりウェーハ着脱位置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。４０，４２は蛇腹である。ベース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４４が配設されている。 A recess 4a is formed on the upper surface of the base 4, and a chuck table mechanism 36 is disposed in the recess 4a. The chuck table mechanism 36 has a chuck table 38 and is moved in the Y-axis direction between a wafer attachment / detachment position A and a grinding position B facing the grinding unit 10 by a moving mechanism (not shown). 40 and 42 are bellows. An operation panel 44 is provided on the front side of the base 4 so that an operator of the grinding apparatus 2 can input grinding conditions and the like.
図２を参照すると、本発明の研削方法の加工対象となる光デバイスウェーハ１１の表面側斜視図が示されている。光デバイスウェーハ（以下、単にウェーハと称することがある）１１は、サファイア基板１３上に窒化ガリウム（ＧａＮ）等のエピタキシャル層（発光層）１５が積層されて構成されている。 Referring to FIG. 2, a front side perspective view of an optical device wafer 11 to be processed by the grinding method of the present invention is shown. An optical device wafer (hereinafter sometimes simply referred to as a wafer) 11 is configured by laminating an epitaxial layer (light emitting layer) 15 such as gallium nitride (GaN) on a sapphire substrate 13.
光デバイスウェーハ１１は、エピタキシャル層１５が積層された表面１１ａと、サファイア基板１３が露出している裏面１１ｂを有している。サファイア基板１３は、例えばそのサイズがφ２インチで４３０μｍの厚みを有しており、エピタキシャル層１５の厚みは例えば５μｍである。 The optical device wafer 11 has a front surface 11a on which an epitaxial layer 15 is laminated and a back surface 11b from which the sapphire substrate 13 is exposed. The sapphire substrate 13 has a thickness of, for example, φ2 inches and a thickness of 430 μm, and the epitaxial layer 15 has a thickness of, for example, 5 μm.
エピタキシャル層１５には、例えばチップサイズ０．３ｍｍ角のＬＥＤ等の複数の光デバイス１９が格子状に形成された複数の分割予定ライン（ストリート）１７によって区画されて形成されている。 In the epitaxial layer 15, for example, a plurality of optical devices 19 such as LEDs having a chip size of 0.3 mm square are partitioned and formed by a plurality of scheduled division lines (streets) 17 formed in a lattice shape.
本発明の研削対象となるウェーハは、サファイア基板１３を有する上述した光デバイスウェーハ１１に限定されるものではなく、窒化ガリウム（ＧａＮ）基板又は炭化珪素（ＳｉＣ）等の硬質基板上にエピタキシャル層を成長させて複数のデバイスを形成したウェーハやシリコン基板に半導体デバイスが形成されたウェーハを含む。 The wafer to be ground of the present invention is not limited to the above-described optical device wafer 11 having the sapphire substrate 13, but an epitaxial layer is formed on a hard substrate such as a gallium nitride (GaN) substrate or silicon carbide (SiC). It includes a wafer in which a plurality of devices are formed by growth and a wafer in which semiconductor devices are formed on a silicon substrate.
本発明実施形態のウェーハの研削方法では、まず、図３に示すように、ウェーハ１１の表面１１ａ上に保護部材２１を貼着してデバイス１９が形成された表面１１ａを保護部材２１で覆う表面保護ステップを実施する。保護部材２１としては例えば保護テープ（バックグラインドテープ）を採用可能である。 In the wafer grinding method of the embodiment of the present invention, first, as shown in FIG. 3, the surface 11 a on which the device 19 is formed by sticking the protective member 21 on the surface 11 a of the wafer 11 and covering the surface 11 a with the protective member 21. Perform protection steps. For example, a protective tape (back grind tape) can be used as the protective member 21.
表面保護ステップを実施した後、図４に示すように、支持基台５０の支持面に砥粒を含む接着剤５２でウェーハの保護部材２１側を固定し、接着剤５２がウェーハ１１に押し付けられてウェーハ１１の外周にはみ出した状態で接着剤５２を硬化してウェーハユニット５４を形成するウェーハユニット形成ステップを実施する。図５を参照すると、ウェーハユニット５４の一部断面側面図が示されている。 After performing the surface protection step, as shown in FIG. 4, the protective member 21 side of the wafer is fixed to the support surface of the support base 50 with an adhesive 52 containing abrasive grains, and the adhesive 52 is pressed against the wafer 11. Then, a wafer unit forming step for forming the wafer unit 54 by curing the adhesive 52 while protruding from the outer periphery of the wafer 11 is performed. Referring to FIG. 5, a partial cross-sectional side view of the wafer unit 54 is shown.
支持基台５０としては、セラミックスやガラスからなる平坦なプレートの他、ＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート)等の樹脂シートを採用することができる。プレートの場合、剛性があるため搬送が容易であるという効果があり、樹脂シートの場合、ウェーハからめくるようにして剥離することが出来るという効果がある。 As the support base 50, a resin sheet such as PET (polyethylene terephthalate) can be employed in addition to a flat plate made of ceramics or glass. In the case of a plate, since it has rigidity, there exists an effect that conveyance is easy, and in the case of a resin sheet, there exists an effect that it can peel from a wafer so that it may turn.
使用する接着剤としては、例えば、株式会社スリーボンドが提供する商品名「３０Ｙ−６３２Ｄ−３」と称する紫外線の照射によって硬化し加熱により軟化する紫外線硬化タイプの樹脂が好ましい。接着剤５２中に含有する砥粒としては、ＳｉＣ系砥粒又はアルミナ系砥粒が好ましい。 As the adhesive to be used, for example, an ultraviolet curable resin that is cured by irradiation with ultraviolet rays and is softened by heating, which is referred to as “30Y-632D-3”, a trade name provided by Three Bond Co., Ltd. As abrasive grains contained in the adhesive 52, SiC-based abrasive grains or alumina-based abrasive grains are preferable.
保護部材２１として使用する保護テープは特に限定されるものではなく、砥粒を含まない熱可塑性ワックスでも良い。紫外線硬化型保護テープを採用した場合は、表面保護ステップを実施した後、支持基台５０に固定する前に表面保護テープに紫外線を照射しておくのが好ましい。これにより、後に表面保護テープをウェーハ１１の表面１１ａから容易に剥離することができる。 The protective tape used as the protective member 21 is not particularly limited, and may be a thermoplastic wax that does not contain abrasive grains. In the case where an ultraviolet curable protective tape is employed, it is preferable to irradiate the surface protective tape with ultraviolet rays after the surface protection step and before fixing to the support base 50. Thereby, a surface protection tape can be easily peeled from the surface 11a of the wafer 11 later.
ウェーハユニット形成ステップを実施した後、ウェーハユニット５４の支持基台５０側を、図６に示すように、研削装置のチャックテーブル３８で吸引保持し、ウェーハ１１の裏面１１ｂを研削してウェーハ１１を所定の厚み（例えば１００μｍ）に薄化する研削ステップを実施する。図６において、研削ホイール２４は、環状のホイール基台２６と、ホイール基台２６の下端部外周に固着された複数の研削砥石２８とから構成される。 After performing the wafer unit forming step, the support base 50 side of the wafer unit 54 is sucked and held by the chuck table 38 of the grinding apparatus as shown in FIG. A grinding step for thinning to a predetermined thickness (for example, 100 μm) is performed. In FIG. 6, the grinding wheel 24 includes an annular wheel base 26 and a plurality of grinding wheels 28 fixed to the outer periphery of the lower end of the wheel base 26.
研削ステップでは、チャックテーブル３８を矢印ａ方向に例えば５００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール２４をチャックテーブル３８と同一方向に、即ち矢印ｂ方向に例えば７００ｒｐｍで回転させると共に、研削ユニット送り機構３４を駆動して研削砥石２８を光デバイスウェーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。 In the grinding step, while rotating the chuck table 38 in the direction of arrow a at 500 rpm, for example, the grinding wheel 24 is rotated in the same direction as the chuck table 38, that is, in the direction of arrow b at 700 rpm, for example, and the grinding unit feed mechanism 34 is driven. Then, the grinding wheel 28 is brought into contact with the back surface 11 b of the optical device wafer 11.
そして、研削ホイール２４を所定の研削送り速度（例えば０．３μｍ／秒）で下方に所定量研削送りしてサファイア基板１３の研削を実施する。接触式又は非接触式の厚み測定ゲージによって光デバイスウェーハ１１の厚みを測定しながら光デバイスウェーハ１１を所望の厚み（例えば１００μｍ）に薄化する。研削ステップ終了後のウェーハ１１の断面図が図７に示されている。 Then, the sapphire substrate 13 is ground by feeding the grinding wheel 24 downward by a predetermined amount at a predetermined grinding feed rate (for example, 0.3 μm / second). The optical device wafer 11 is thinned to a desired thickness (for example, 100 μm) while measuring the thickness of the optical device wafer 11 with a contact-type or non-contact-type thickness measurement gauge. A cross-sectional view of the wafer 11 after the grinding step is shown in FIG.
本実施形態の研削方法では、ウェーハ１１を砥粒の含有された接着剤５２に押し付けて支持基台５０に固定する際、接着剤５２がウェーハ１１の外周にはみ出し、ウェーハ１１を研削するにつれて接着剤５２もウェーハ１１と共に研削してしまっても、接着剤５２中には目立て用の砥粒が含有されているため、この砥粒により研削砥石２８の目立てをすることができ、研削砥石２８の目詰まりを防止することができる。 In the grinding method of this embodiment, when the wafer 11 is pressed against the adhesive 52 containing abrasive grains and fixed to the support base 50, the adhesive 52 protrudes from the outer periphery of the wafer 11 and adheres as the wafer 11 is ground. Even if the agent 52 is ground together with the wafer 11, since the abrasive 52 contains sharpening abrasive grains, the abrasive wheel 28 can be sharpened by the abrasive grains. Clogging can be prevented.
更に、保護テープ等の保護部材２１をウェーハ１１の表面１１ａに貼着してからウェーハ１１を保護部材２１を介して支持基台５０に接着しているので、接着剤５２中に含まれた砥粒によってウェーハ１１の表面１１ａが損傷するのを防止することができる。 Further, since the protective member 21 such as a protective tape is attached to the front surface 11 a of the wafer 11, the wafer 11 is bonded to the support base 50 via the protective member 21, so that the abrasive contained in the adhesive 52 It is possible to prevent the surface 11a of the wafer 11 from being damaged by the grains.
研削ステップを実施した後、ウェーハ１１から支持基台５０と保護部材２１とを剥離する剥離ステップを実施する。この剥離ステップの一実施形態では、図８（Ａ）に示すように、チャックテーブル３８でヒーター５６を吸引保持し、このヒーター５６上にウェーハ１１の研削の終了したウェーハユニット５４の支持基台５０を載置する。 After performing the grinding step, a peeling step for peeling the support base 50 and the protective member 21 from the wafer 11 is performed. In one embodiment of the peeling step, as shown in FIG. 8A, the heater 56 is sucked and held by the chuck table 38, and the support base 50 of the wafer unit 54 after the wafer 11 is ground on the heater 56. Is placed.
ヒーター５６の熱が支持基台５０を介して接着剤５２に伝達されて接着剤が軟化し、図８（Ｂ）に示すように、表面に保護部材２１が貼着されたウェーハ１１を支持基台５０から剥離することができる。 The heat of the heater 56 is transmitted to the adhesive 52 through the support base 50 and the adhesive is softened, and as shown in FIG. It can be peeled from the base 50.
ヒーター５６による接着剤５２の軟化に替えて、商品名「３０Ｙ−６３２Ｄ−３」と称する接着剤が紫外線硬化温水膨潤タイプの樹脂であるため、ウェーハユニット５４を９０℃程度の温水中に浸漬することにより、支持基台５０からウェーハ１１を容易に剥離することができる。 Instead of the softening of the adhesive 52 by the heater 56, an adhesive called a trade name “30Y-632D-3” is an ultraviolet-curing hot water swelling type resin, so that the wafer unit 54 is immersed in hot water of about 90 ° C. Thus, the wafer 11 can be easily peeled from the support base 50.
ウェーハ１１を支持基台５０から剥離した後、図９に示すように、ウェーハ１１の表面１１ａから保護テープ２１を剥離する。 After the wafer 11 is peeled from the support base 50, the protective tape 21 is peeled from the surface 11a of the wafer 11 as shown in FIG.
１１ 光デバイスウェーハ
１３ サファイア基板
１５ エピタキシャル層
１７ 分割予定ライン
１９ 光デバイス
２１ 保護部材
２４ 研削ホイール
２８ 研削砥石
５０ 支持基台
５２ 砥粒入り接着剤
５４ ウェーハユニット
５６ ヒーター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Optical device wafer 13 Sapphire substrate 15 Epitaxial layer 17 Line to be divided 19 Optical device 21 Protective member 24 Grinding wheel 28 Grinding wheel 50 Support base 52 Adhesive 54 with abrasive grains Wafer unit 56 Heater
Claims (3)
ウェーハの表面の該デバイスが形成された領域を保護部材で覆う表面保護ステップと、
該表面保護ステップを実施した後、支持部材の支持面に砥粒を含む接着剤で該ウェーハの該保護部材側を固定し、該接着剤がウェーハに押し付けられてウェーハの外周にはみ出した状態で硬化したウェーハユニットを形成するウェーハユニット形成ステップと、
該ウェーハユニットの該支持部材をチャックテーブルの保持面で保持し、該保持面と直交する回転軸で回転する研削砥石で該ウェーハの裏面を研削し、ウェーハを薄化する研削ステップと、
該研削ステップを実施した後、該ウェーハから該支持部材と該保護部材とを剥離する剥離ステップと、を備え、
該研削ステップでは、該接着剤に含まれる砥粒によって、該ウェーハと共にウェーハの周囲の該接着剤を研削して該研削砥石の目詰まりを抑制することを特徴とするウェーハの研削方法。 A wafer grinding method for grinding a back surface of a wafer having a surface on which a device is formed in each region divided by a plurality of division lines formed in a lattice shape with a grinding wheel,
A surface protection step of covering a region where the device is formed on the surface of the wafer with a protection member;
After performing the surface protection step, the protection member side of the wafer is fixed to the support surface of the support member with an adhesive containing abrasive grains, and the adhesive is pressed against the wafer and protrudes to the outer periphery of the wafer. A wafer unit forming step for forming a cured wafer unit;
A grinding step of holding the support member of the wafer unit by a holding surface of a chuck table, grinding the back surface of the wafer with a grinding wheel rotating on a rotation axis orthogonal to the holding surface, and thinning the wafer;
A peeling step of peeling the support member and the protection member from the wafer after performing the grinding step;
In the grinding step, the clogging of the grinding wheel is suppressed by grinding the adhesive around the wafer together with the wafer with the abrasive grains contained in the adhesive.
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