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JP6896476B2 - Wafer and wafer thinning method and wafer thinning equipment - Google Patents

Wafer and wafer thinning method and wafer thinning equipment Download PDF

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JP6896476B2 JP2017064473A JP2017064473A JP6896476B2 JP 6896476 B2 JP6896476 B2 JP 6896476B2 JP 2017064473 A JP2017064473 A JP 2017064473A JP 2017064473 A JP2017064473 A JP 2017064473A JP 6896476 B2 JP6896476 B2 JP 6896476B2
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Description

本発明は、半導体基板の製造方法に係わり、特に半導体ウェーハを薄層化する際の歩留まりを向上できるウェーハ及びウェーハの薄化方法並びにウェーハの薄化装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor substrate, and more particularly to a wafer and a wafer thinning method capable of improving a yield when thinning a semiconductor wafer, and a wafer thinning device.

半導体製造技術は機械加工技術をはじめ、リソグラフィ技術、薄膜形成技術、エッチング技術、イオン注入技術、洗浄技術などからなっている。半導体の機械加工技術としては、ウェーハ製造工程、ウェーハ処理工程、チップ化工程、組立工程の各工程において、切断(スライシング)、研削、ラッピング、ポリッシング、CMP(化学的機械的研磨)、バックグラインディング、ダイシングなどがある。 Semiconductor manufacturing technology includes machining technology, lithography technology, thin film formation technology, etching technology, ion implantation technology, cleaning technology, and the like. Semiconductor machining technology includes cutting (slicing), grinding, lapping, polishing, CMP (chemical mechanical polishing), and back grinding in each process of wafer manufacturing process, wafer processing process, chipping process, and assembly process. , Dicing, etc.

また、最近、薄いカードや無線タグなどの用途に対する需要が拡大しており、また、高密度実装に対する要求が高まっている。これらの要求に対応するためには、ウェーハの極薄化が必要であり、極薄化技術への要求が高まっている。ウェーハの極薄化のために、ウェーハの研削において装置や方式などに種々の工夫が行われている。また、生産性の向上や低コスト化のためにウェーハの大口径化が進んでいるが、大口径ウェーハにおける極薄化を実現するには、研磨・研削方法、仕上げ方法、加工装置、搬送方法などに多くの工夫が必要とされている。 Recently, the demand for applications such as thin cards and wireless tags is increasing, and the demand for high-density mounting is also increasing. In order to meet these demands, it is necessary to make the wafer ultra-thin, and the demand for ultra-thin technology is increasing. In order to make the wafer extremely thin, various devices and methods have been devised for grinding the wafer. In addition, wafers are becoming larger in diameter in order to improve productivity and reduce costs. However, in order to realize ultra-thin wafers in large-diameter wafers, polishing / grinding methods, finishing methods, processing equipment, and transport methods A lot of ingenuity is required for such things.

半導体ウェーハの薄層化は、半導体ウェーハを裏面から研削して所望の厚さとするバックグラインディングで行われ、半導体ウェーハを単純に裏面から研削する場合には、半導体ウェーハは機械的強度が低下して割れやすくなる。また、半導体ウェーハが反りやすくなり、この結果、薄層化した場合、割れや反りによる半導体ウェーハの不良率が急激に増加する。 The thinning of the semiconductor wafer is performed by back grinding in which the semiconductor wafer is ground from the back surface to obtain a desired thickness, and when the semiconductor wafer is simply ground from the back surface, the mechanical strength of the semiconductor wafer is lowered. It becomes easy to break. Further, the semiconductor wafer tends to warp, and as a result, when the layer is thinned, the defect rate of the semiconductor wafer due to cracking or warping increases sharply.

バックグラインディングによる割れや反りを原因として半導体ウェーハの不良率が増加するのを防止するため、外縁部の数mmを残して半導体ウェーハの裏面を研削して、半導体ウェーハの外縁部の内側を薄層化する。つまり、外縁部の内側に凹部を形成することが知られ、例えば、特許文献1に記載されている。 In order to prevent the defective rate of the semiconductor wafer from increasing due to cracking and warpage due to back grinding, the back surface of the semiconductor wafer is ground leaving a few mm of the outer edge portion, and the inside of the outer edge portion of the semiconductor wafer is thinned. Layer. That is, it is known that a recess is formed inside the outer edge portion, and is described in, for example, Patent Document 1.

また、面取りされた薄化前のウェーハにおける表面側の周縁に環状の段差を形成してナイフエッジを防止すること、これらの段差は、最終的に得るウェーハの直径に対応した円形状で、その深さは、薄化後のウェーハの目的厚さに相当する深さとすること、が特許文献2に記載されている。 In addition, an annular step is formed on the peripheral edge of the chamfered unthinned wafer on the surface side to prevent knife edges, and these steps have a circular shape corresponding to the diameter of the finally obtained wafer. It is described in Patent Document 2 that the depth corresponds to the target thickness of the thinned wafer.

特開2007−335659号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-335569 特開2007−152906号公報JP-A-2007-152906

上記従来技術においては、薄ウェーハの搬送リスク低減や反りの低減などに効果があり、エッジチッピングを少なくすることができる。しかしながら、バックグラインディングにより生じたマイクロクラック(微細な傷や割れ目)層によるウェーハの破損を防ぐために機械的に研磨して品質を向上することは困難であった。 The above-mentioned prior art is effective in reducing the transfer risk of thin wafers and reducing warpage, and can reduce edge chipping. However, it has been difficult to improve the quality by mechanically polishing the wafer in order to prevent the wafer from being damaged by the microcrack (fine scratches and cracks) layer caused by back grinding.

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、ウェーハの形状加工を行った後のハンドリング作業によるウェーハ破損、ウェーハ端面のエッジ部に研磨テープを押し当てる工程などにおけるウェーハ端面のダメージをなくして生産性及び収益性を向上することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and eliminate damage to the wafer end surface due to handling work after shape processing of the wafer, damage to the wafer end surface in a process of pressing a polishing tape against an edge portion of the wafer end surface, and the like. The purpose is to improve productivity and profitability.

上記目的を達成するため、本発明は、バックグラインディングによって所望の厚さに薄化されるウェーハにおいて、前記ウェーハ外周のエッジ部が面取り部として加工され、前記面取り部の上部は前記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ(T)まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去され、外周から除去される取り代長さをL、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、L=T/tanφ+αとなる形状に加工されたものである。 In order to achieve the above object, in the present invention, in a wafer thinned to a desired thickness by back grinding, the edge portion of the outer circumference of the wafer is processed as a chamfered portion, and the upper portion of the chamfered portion is the upper surface of the wafer. The length of the chamfer that is horizontally removed from the outer circumference to the inner circumference of the wafer from the outer circumference to the target thickness (T) to be thinned is L, the angle φ of the chamfered portion with respect to the horizontal, the margin α, As a result, it is processed into a shape such that L = T / tanφ + α.

また、上記のウェーハにおいて、前記余裕代αは、0.1〜0.5mmとされたことが望ましい。 Further, in the above wafer, it is desirable that the margin α is 0.1 to 0.5 mm.

さらに、上記のウェーハにおいて、前記角度φは、前記ウェーハの搬送カセットの内面で前記ウェーハの外周部と接触する部分の角度と等しくなるように決定されることが望ましい。 Further, in the above wafer, it is desirable that the angle φ is determined to be equal to the angle of the portion of the inner surface of the transfer cassette of the wafer that comes into contact with the outer peripheral portion of the wafer.

さらに、上記のウェーハにおいて、前記角度φは、前記ウェーハの外周部を研磨する研磨テープとの接触角と等しくなるように決定されることが望ましい。 Further, in the above wafer, it is desirable that the angle φ is determined to be equal to the contact angle with the polishing tape for polishing the outer peripheral portion of the wafer.

また、本発明は、ウェーハをバックグラインディングによって所望の厚さに加工するウェーハの薄化方法であって、前記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工し、前記面取り部の上部を前記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ(T)まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去し、外周から除去される取り代長さをL、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、L=T/tanφ+αとなる形状に加工する。 Further, the present invention is a method for thinning a wafer in which a wafer is processed to a desired thickness by back grinding, in which an edge portion on the outer periphery of the wafer is processed as a chamfered portion and an upper portion of the chamfered portion is formed on the wafer. From the upper surface to the target thickness (T) to be thinned, the wafer is horizontally removed from the outer circumference toward the inner circumference, and the removal allowance length removed from the outer circumference is L, the angle φ of the chamfered portion with respect to the horizontal, and the margin α. As a result, it is processed into a shape such that L = T / tanφ + α.

さらに、上記において、前記余裕代αは、0.1〜0.5mmとされたことが望ましい。 Further, in the above, it is desirable that the margin α is 0.1 to 0.5 mm.

さらに、上記において、前記ウェーハを前記形状に加工した後、前記ウェーハの最外周部を研磨テープによって鏡面仕上げすることが望ましい。 Further, in the above, it is desirable that after the wafer is processed into the shape, the outermost peripheral portion of the wafer is mirror-finished with a polishing tape.

さらに、上記において、前記角度φを前記研磨テープとの接触角と等しくなるように決定することが望ましい。 Further, in the above, it is desirable to determine the angle φ to be equal to the contact angle with the polishing tape.

さらに、上記において、前記角度φを前記ウェーハの搬送カセットの内面で前記ウェーハの外周部と接触する部分の角度と等しくなるように決定することが望ましい。 Further, in the above, it is desirable to determine the angle φ to be equal to the angle of the portion of the inner surface of the transfer cassette of the wafer that comes into contact with the outer peripheral portion of the wafer.

また、本発明は、ウェーハをバックグラインディングによって所望の厚さに加工するウェーハの薄化装置において、前記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工する面取り装置と、前記バックグラインディングの加工前に予め面取り加工された前記面取り部の上部を目的厚さ(T)まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に切り込んで除去する砥石と、を備え、除去される取り代長さをL、余裕代α、前記ウェーハの搬送カセットの内面で前記ウェーハの外周部と接触する部分の角度をφとして、L=T/tanφ+αとなる形状に加工するものである。 Further, according to the present invention, in a wafer thinning device for processing a wafer to a desired thickness by back grinding, a chamfering device for processing the edge portion of the outer periphery of the wafer as a chamfer portion and a chamfering device before processing the back grinding. The upper portion of the chamfered portion that has been chamfered in advance is provided with a grindstone that horizontally cuts and removes the upper portion of the chamfered portion up to the target thickness (T) from the outer circumference to the inner circumference of the wafer. It is processed into a shape such that L = T / tan φ + α, where φ is the margin α and the angle of the portion of the inner surface of the transfer cassette of the wafer that comes into contact with the outer peripheral portion of the wafer.

本発明によれば、ウェーハ外周の面取り部の上部は薄化する目的厚さ(T)まで外周から内周に向かって水平に除去され、取り代長さをL、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、L=T/tanφ+αとなる形状に加工するので、ウェーハの形状加工を行った後のハンドリング作業によるウェーハ破損、ウェーハ端面のエッジ部に研磨テープを押し当てる工程などにおけるウェーハ端面のダメージをなくしてバックグラインディング加工を実現できる。したがって、薄化ウェーハの生産性及び収益性を向上できる。 According to the present invention, the upper part of the chamfered portion on the outer periphery of the wafer is horizontally removed from the outer periphery toward the inner circumference up to the target thickness (T) to be thinned, the chamfer length is L, and the angle φ with respect to the horizontal of the chamfered portion Since the shape is processed so that L = T / tanφ + α as the margin α, the wafer is damaged due to the handling work after the shape of the wafer is processed, and the wafer is pressed against the edge of the end face of the wafer. Back grinding can be achieved by eliminating damage to the end face. Therefore, the productivity and profitability of the thinned wafer can be improved.

本発明の一実施形態に係わる主要部を示す正面図Front view showing a main part according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係わる主要部を示す平面図Top view showing the main part which concerns on one Embodiment of this invention 本発明の一実施形態に係わる面取り加工をした時点でウェーハWの形状を示す断面図Cross-sectional view showing the shape of the wafer W at the time of chamfering according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係わるトリミング砥石による切り込みを示す断面図Cross-sectional view showing a cut by a trimming grindstone according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係わるウェーハWの外周部の詳細な形状を示す断面図Sectional drawing which shows the detailed shape of the outer peripheral part of the wafer W which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係わるウェーハWと研磨テープとの接触の状態を示した側面図A side view showing a state of contact between the wafer W and the polishing tape according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係わる研磨装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the polishing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係わるバックグラインディング工程とウェーハWの形状を示す断面図A cross-sectional view showing a back grinding process and a shape of a wafer W according to an embodiment of the present invention.

以下に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。半導体ウェーハの薄層化は、半導体ウェーハを裏面から研削して所望の厚さとするバックグラインディングで行われ、その後の製造過程の中では、ウェーハを薄化する前の段階でウェーハの周縁を面取りし、取扱い時に周縁に割れや欠けなどの損傷を生じにくくする加工を施す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The thinning of the semiconductor wafer is performed by back grinding in which the semiconductor wafer is ground from the back surface to obtain a desired thickness, and in the subsequent manufacturing process, the peripheral edge of the wafer is chamfered before the wafer is thinned. However, the peripheral edge is processed to prevent damage such as cracks and chips during handling.

また、面取り加工されたウェーハが薄化されると、周縁の断面は外周側に行くほど薄くなるように鋭角化し、ナイフエッジ状に変化するので、周縁が厚さ方向に沿った面(面方向に垂直な面)になるように、予め薄化前にナイフエッジにならないようにするための切削加工を行う。 Further, when the chamfered wafer is thinned, the cross section of the peripheral edge is sharpened so as to become thinner toward the outer peripheral side and changes to a knife edge shape, so that the peripheral edge is a surface along the thickness direction (plane direction). Before thinning, the surface is cut so that it does not become an acute angle.

まず、面取り装置を説明する。図1は本発明の一実施形態に係わる面取り装置の主要部を示す正面図、図2は平面図である。 First, the chamfering device will be described. FIG. 1 is a front view showing a main part of a chamfering device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view.

図に示すように面取り装置50は、ウェーハ送りユニット50Aと研削ユニット50Bとから構成される。ウェーハ送りユニット50Aの水平に配設されたベースプレート51上には、一対のY軸ガイドレール52、52が所定の間隔を持って敷設される。この一対のY軸ガイドレール52、52上にはY軸リニアガイド54、54、を介してY軸テーブル56がスライド自在に支持される。 As shown in the figure, the chamfering device 50 includes a wafer feed unit 50A and a grinding unit 50B. A pair of Y-axis guide rails 52, 52 are laid at predetermined intervals on the horizontally arranged base plate 51 of the wafer feed unit 50A. A Y-axis table 56 is slidably supported on the pair of Y-axis guide rails 52, 52 via Y-axis linear guides 54, 54.

Y軸テーブル56の下面にはナット部材58が固着されており、ナット部材58にはY軸ボールネジ60が螺合される。Y軸ボールネジ60は、一対のY軸ガイドレール52、52の間において、その両端部がベースプレート51上に配設された軸受部材62、62に回動自在に支持されており、その一端にY軸モータ64が連結される。 A nut member 58 is fixed to the lower surface of the Y-axis table 56, and a Y-axis ball screw 60 is screwed into the nut member 58. The Y-axis ball screw 60 is rotatably supported at both ends of the pair of Y-axis guide rails 52, 52 by bearing members 62, 62 arranged on the base plate 51, and Y-axis ball screw 60 is rotatably supported at one end thereof. The shaft motor 64 is connected.

Y軸モータ64を駆動することによりY軸ボールネジ60が回動し、ナット部材58を介してY軸テーブル56がY軸ガイドレール52、52に沿って水平方向(Y軸方向)にスライド移動する。 By driving the Y-axis motor 64, the Y-axis ball screw 60 rotates, and the Y-axis table 56 slides in the horizontal direction (Y-axis direction) along the Y-axis guide rails 52 and 52 via the nut member 58. ..

Y軸テーブル56上には、一対のY軸ガイドレール52、52と直交するように一対のX軸ガイドレール66、66が敷設される。この一対のX軸ガイドレール66、66上にはX軸リニアガイド68、68、…を介してX軸テーブル70がスライド自在に支持される。 A pair of X-axis guide rails 66, 66 are laid on the Y-axis table 56 so as to be orthogonal to the pair of Y-axis guide rails 52, 52. The X-axis table 70 is slidably supported on the pair of X-axis guide rails 66, 66 via the X-axis linear guides 68, 68, ....

X軸テーブル70の下面にはナット部材72が固着されており、ナット部材72にX軸ボールネジ74が螺合される。X軸ボールネジ74は、一対のX軸ガイドレール66、66の間において、その両端部がX軸テーブル70上に配設された軸受部材76、76に回動自在に支持されており、その一方端に不図示のX軸モータの出力軸が連結される。 A nut member 72 is fixed to the lower surface of the X-axis table 70, and an X-axis ball screw 74 is screwed onto the nut member 72. The X-axis ball screw 74 is rotatably supported between a pair of X-axis guide rails 66, 66 by bearing members 76, 76 having both ends arranged on the X-axis table 70, one of which is rotatably supported. The output shaft of an X-axis motor (not shown) is connected to the end.

したがって、X軸モータを駆動することによりX軸ボールネジ74が回動し、ナット部材72を介してX軸テーブル70がX軸ガイドレール66、66に沿って水平方向(X軸方向)にスライド移動する。 Therefore, by driving the X-axis motor, the X-axis ball screw 74 rotates, and the X-axis table 70 slides in the horizontal direction (X-axis direction) along the X-axis guide rails 66, 66 via the nut member 72. To do.

X軸テーブル70上には、垂直にZ軸ベース80が立設されており、Z軸ベース80に
は一対のZ軸ガイドレール82、82が所定の間隔を持って敷設される。この一対のZ軸
ガイドレール82、82にはZ軸リニアガイド84、84を介してZ軸テーブル86がス
ライド自在に支持される。
A Z-axis base 80 is vertically erected on the X-axis table 70, and a pair of Z-axis guide rails 82, 82 are laid on the Z-axis base 80 at predetermined intervals. A Z-axis table 86 is slidably supported on the pair of Z-axis guide rails 82, 82 via Z-axis linear guides 84, 84.

Z軸テーブル86の側面にはナット部材88が固着されており、ナット部材88にZ軸
ボールネジ90が螺合される。Z軸ボールネジ90は、一対のZ軸ガイドレール82、82の間において、その両端部がZ軸ベース80に配設された軸受部材92、92に回動自在に支持されており、その下端部にZ軸モータ94の出力軸が連結される。
A nut member 88 is fixed to the side surface of the Z-axis table 86, and a Z-axis ball screw 90 is screwed into the nut member 88. The Z-axis ball screw 90 is rotatably supported between a pair of Z-axis guide rails 82, 82 by bearing members 92, 92 whose both ends are arranged on the Z-axis base 80, and the lower end portions thereof. The output shaft of the Z-axis motor 94 is connected to the Z-axis motor 94.

Z軸モータ94を駆動することによりZ軸ボールネジ90が回動し、ナット部材88を介してZ軸テーブル86がZ軸ガイドレール82、82に沿って鉛直方向(Z軸方向)にスライド移動する。Z軸テーブル86上にはθ軸モータ96が設置される。 By driving the Z-axis motor 94, the Z-axis ball screw 90 rotates, and the Z-axis table 86 slides in the vertical direction (Z-axis direction) along the Z-axis guide rails 82 and 82 via the nut member 88. .. A θ-axis motor 96 is installed on the Z-axis table 86.

θ軸モータ96の出力軸にはZ軸に平行なθ軸(回転軸θ)を軸心とするθ軸シャフト98が連結されており、このθ軸シャフト98の上端部に吸着テーブル(保持台)10が水平に連結される。ウェーハWは、吸着テーブル10上に載置されて、真空吸着によって保持される。 A θ-axis shaft 98 having a θ-axis (rotational axis θ) parallel to the Z-axis as an axis is connected to the output shaft of the θ-axis motor 96, and a suction table (holding table) is connected to the upper end of the θ-axis shaft 98. ) 10 are connected horizontally. The wafer W is placed on the suction table 10 and held by vacuum suction.

ウェーハ送りユニット50Aにおいて、吸着テーブル10は、Y軸モータ64を駆動することにより図中Y軸方向に水平移動し、X軸モータを駆動することにより図中X軸方向に水平移動する。そして、Z軸モータ94を駆動することにより図中Z軸方向に垂直移動し、θ軸モータ96を駆動することによりθ軸回りに回転する。 In the wafer feed unit 50A, the suction table 10 moves horizontally in the Y-axis direction in the figure by driving the Y-axis motor 64, and horizontally moves in the X-axis direction in the figure by driving the X-axis motor. Then, by driving the Z-axis motor 94, it moves vertically in the Z-axis direction in the drawing, and by driving the θ-axis motor 96, it rotates around the θ-axis.

研削ユニット50Bのベースプレート51上には架台102が設置される。架台102上には外周モータ104が設置されており、この外周モータ104の出力軸にはZ軸に平行な回転軸CHを軸心とするスピンドル106が連結される。ウェーハWの外周部を面取り加工する砥石ホイール108は、スピンドル106に着脱可能に装着され、外周モータ104を駆動することにより回転する。砥石ホイール108にウェーハWが接触する加工点に向けてクーラント(研削液)を吐出するノズル121が設けられる。 A gantry 102 is installed on the base plate 51 of the grinding unit 50B. An outer peripheral motor 104 is installed on the gantry 102, and a spindle 106 having a rotation axis CH parallel to the Z axis as an axis is connected to the output shaft of the outer peripheral motor 104. The grindstone wheel 108 for chamfering the outer peripheral portion of the wafer W is detachably attached to the spindle 106 and rotates by driving the outer peripheral motor 104. The grindstone wheel 108 is provided with a nozzle 121 that discharges coolant (grinding liquid) toward a processing point where the wafer W contacts.

以上のごとく構成された面取り装置50において、ウェーハWは次のように面取り加工される。面取り加工の実施前の準備工程として、面取り加工するウェーハWを吸着テーブル10上に載置して吸着保持する。そして、外周モータ104とθ軸モータ96とを駆動して、砥石ホイール108と吸着テーブル10とを共に同方向に高速回転させる。例えば、砥石ホイール108の回転速度を3000rpmとし、吸着テーブル10の回転速度を、ウェーハWの外周速度が5mm/secとなる速さとする。 In the chamfering device 50 configured as described above, the wafer W is chamfered as follows. As a preparatory step before the chamfering is performed, the wafer W to be chamfered is placed on the suction table 10 and sucked and held. Then, the outer peripheral motor 104 and the θ-axis motor 96 are driven to rotate both the grindstone wheel 108 and the suction table 10 at high speed in the same direction. For example, the rotation speed of the grindstone wheel 108 is 3000 rpm, and the rotation speed of the suction table 10 is such that the outer peripheral speed of the wafer W is 5 mm / sec.

また、Z軸モータ94を駆動して吸着テーブル10の高さを調整してウェーハWの高さを砥石ホイール108の高さに対応させる。さらに、X軸モータを駆動して、ウェーハWの回転軸となるθ軸(回転軸θ)と、砥石ホイール108の回転軸CHとのX軸方向の位置を一致させる。 Further, the Z-axis motor 94 is driven to adjust the height of the suction table 10 so that the height of the wafer W corresponds to the height of the grindstone wheel 108. Further, the X-axis motor is driven to match the positions of the θ-axis (rotational axis θ), which is the rotation axis of the wafer W, with the rotation axis CH of the grindstone wheel 108 in the X-axis direction.

次に、面取り加工の実施工程として、Y軸モータ64を駆動して、ウェーハWを砥石ホイール108に向けて送る。そして、ウェーハWの外周部が砥石ホイール108に当接する直前で減速し、その後、低速でウェーハWを砥石ホイール108に向けて送る。 Next, as an execution step of chamfering, the Y-axis motor 64 is driven to feed the wafer W toward the grindstone wheel 108. Then, the speed is reduced immediately before the outer peripheral portion of the wafer W comes into contact with the grindstone wheel 108, and then the wafer W is sent toward the grindstone wheel 108 at a low speed.

これにより、ウェーハWの外周部が砥石ホイール108に摺接し、次に説明するように、微小量ずつ研削されて面取り加工される。また、ノズル121から加工点に向けてクーラントを吐出し、加工点の冷却と共に、研削屑や砥石の磨耗粉(破砕・脱落した砥粒)の排出が行われる。 As a result, the outer peripheral portion of the wafer W is in sliding contact with the grindstone wheel 108, and is ground and chamfered in small amounts as described below. Further, the coolant is discharged from the nozzle 121 toward the machining point, and the grinding debris and the abrasion powder of the grindstone (crushed / fallen abrasive grains) are discharged together with the cooling of the machining point.

そして、ウェーハWの外周部が研削溝の最深部に到達して所定時間が経過すると面取り加工を終了し、ウェーハWを砥石ホイール108から離間する方向に移動させてウェーハWを回収する位置に移動させる。面取り加工及び形状加工は、CBNやSDダイヤ砥石でウェーハの外周部を加工する。 Then, when the outer peripheral portion of the wafer W reaches the deepest portion of the grinding groove and a predetermined time elapses, the chamfering process is completed, the wafer W is moved in a direction away from the grindstone wheel 108, and the wafer W is moved to a position where the wafer W is collected. Let me. For chamfering and shape processing, the outer peripheral portion of the wafer is processed with a CBN or SD diamond grindstone.

図3は、面取り加工を終了した時点でウェーハWの形状を示す断面図である。図8は、バックグラインディング工程とウェーハWの形状を示す断面図である。ウェーハWのエッジ部分の断面形状は面取りされて、面取り部W−1は、ややRの付いた形状であるとなっている。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing the shape of the wafer W when the chamfering process is completed. FIG. 8 is a cross-sectional view showing the back grinding process and the shape of the wafer W. The cross-sectional shape of the edge portion of the wafer W is chamfered, and the chamfered portion W-1 has a shape with a slight radius.

ウェーハWを吸着テーブル10上に載置し、ウェーハWを保持した状態でバックグラインディング砥石21によって裏面側を図8の点線で示すように研削して薄化するバックグラインディングを行う。このままだとエッジ部分W−10が面取り角度によるシャープな形状となる。そして、機械的強度が非常に弱くなり、エッジチッピングが生じる。また、研削水の影響や加工条件になどによりエッジ部分がばたつき、チッピングが発生しウェーハ破損の原因となる。 The wafer W is placed on the suction table 10, and the back grinding is performed by grinding the back surface side with a back grinding wheel 21 as shown by the dotted line in FIG. 8 while holding the wafer W to thin the wafer W. If this is left as it is, the edge portion W-10 will have a sharp shape depending on the chamfer angle. Then, the mechanical strength becomes very weak and edge chipping occurs. In addition, the edge portion flutters due to the influence of grinding water and processing conditions, causing chipping and causing wafer damage.

バックグラインディングにおいて、研削条件に関しては粗研削、仕上げ研削共に、バックグラインディング砥石21の送り込み速度を最終仕上げ厚み付近で低速化することで低負荷研削することが、エッジチッピングの低減には良い。さらに、バックグラインディングの加工前に予めウェーハWの外周エッジ部に溝入れを行っておくエッジトリミングが有効である。 In back grinding, regarding the grinding conditions, it is good for reducing edge chipping to perform low load grinding by reducing the feeding speed of the back grinding grindstone 21 near the final finish thickness in both rough grinding and finish grinding. Further, it is effective to perform edge trimming in which the outer peripheral edge portion of the wafer W is grooved in advance before the back grinding process.

ただし、単純に薄化後のウェーハWの目的厚さTに相当する深さで溝入れするだけでは、最終仕上げ厚み付近でのチッピング、ウェーハWをカセットに収納するときの外形部における擦り傷等の搬送ダメージ、研磨テープを使用したエッジを研磨するときのダメージを低減することは困難である。 However, simply grooving at a depth corresponding to the target thickness T of the thinned wafer W may cause chipping near the final finish thickness, scratches on the outer shape when the wafer W is stored in the cassette, and the like. It is difficult to reduce the transfer damage and the damage when polishing the edge using the polishing tape.

エッジトリミングにおいて、図3の斜線部をトリミング砥石20でバックグラインディング前に加工してウェーハW端面をエッジトリミングしてダメージを除去する。トリミング砥石20は、ビトリファイド砥石、3000番以上レジン砥石等が適している。エッジトリミングの後、研削されたウェーハWにある微少な凹凸を研磨し、表面の性能に影響が出ないように鏡面仕上げを行う。 In edge trimming, the shaded portion of FIG. 3 is processed by the trimming grindstone 20 before back grinding to trim the edge of the wafer W end face to remove damage. As the trimming grindstone 20, a vitrified grindstone, a resin grindstone of No. 3000 or higher, or the like is suitable. After edge trimming, minute irregularities on the ground wafer W are polished and mirror-finished so as not to affect the surface performance.

図4は、トリミング砥石20による切り込みを示す断面図である。図3の斜線部である面取り部W−1の上部は、ウェーハWの上面から目的厚さTに相当する50〜150μm除去され、Y方向で水平に平滑化される。次にZ方向に揺動して切り込み方向に対して垂直面である立ち上がり部W−2を鏡面加工してクラックの侵入を防ぐ。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cut by the trimming grindstone 20. The upper portion of the chamfered portion W-1, which is the shaded portion in FIG. 3, is removed from the upper surface of the wafer W by 50 to 150 μm corresponding to the target thickness T, and is smoothed horizontally in the Y direction. Next, the rising portion W-2, which swings in the Z direction and is a plane perpendicular to the cutting direction, is mirror-finished to prevent cracks from entering.

これにより、加工性を良くしてキャビテーション効果を促進して、クーラントが入りにくい、スラッジが排出され難い、による加工点での目詰まりを防止できる。したがって、研削面の洗浄、研削屑の排出を促進し、研削砥粒の突出し量を安定的に確保されて加工品質が向上する。 As a result, it is possible to improve the workability and promote the cavitation effect, and prevent clogging at the processing point due to the difficulty in entering coolant and the difficulty in discharging sludge. Therefore, cleaning of the ground surface and discharge of grinding debris are promoted, the amount of protrusion of the grinding abrasive grains is stably secured, and the processing quality is improved.

図5は、ウェーハWの外周部の詳細な形状を示す断面図である。Lは、搬送ダメージ、研磨テープによるダメージを避けるために必要な取り代長さであり、ウェーハWの外周から内周に向かって除去される。Lの値を適正にしなければ面取り加工後の工程におけるダメージを低減して品質を向上することが困難となる。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a detailed shape of the outer peripheral portion of the wafer W. L is a take-up length required to avoid transport damage and damage due to the polishing tape, and is removed from the outer circumference to the inner circumference of the wafer W. Unless the value of L is adjusted appropriately, it becomes difficult to reduce damage in the process after chamfering and improve quality.

搬送カセット(図示せず)の内面は、通常、ウェーハWの外周部に対して所定の角度で接触するようになっている。φは、搬送カセット等の保持具又はその後の研磨工程における研磨テープとの接触角に略等しくなるように面取りした角度である。φは、ウェーハWのエッジの角部W−3が搬送カセット等の保持具の内面又は研磨テープと点接触とならないようにするため必要である。 The inner surface of the transport cassette (not shown) usually comes into contact with the outer peripheral portion of the wafer W at a predetermined angle. φ is an angle chamfered so as to be substantially equal to the contact angle with the holder such as a transport cassette or the polishing tape in the subsequent polishing process. φ is necessary so that the corner portion W-3 of the edge of the wafer W does not come into point contact with the inner surface of a holder such as a transport cassette or the polishing tape.

図6は、ウェーハWと研磨テープ31との接触の状態を示した側面図である。加工すべき取り代長さLは、T/tanφ以下であると、使用するウェーハWの角部W−3が搬送カセットの内面、研磨テープ31と点接触となってぶつかって、角部W−3にチッピングを生じる恐れが高まる。研磨テープ31は、送りボビン34からガイドローラ38、39によってガイドされ送り出される。そして、研磨テープ31は、ウェーハWの外周部に当接してガイドローラ36、37を介して巻き取りボビン35に巻き取られる。 FIG. 6 is a side view showing a state of contact between the wafer W and the polishing tape 31. When the take-off length L to be processed is T / tanφ or less, the corner portion W-3 of the wafer W to be used collides with the inner surface of the transport cassette and the polishing tape 31 in point contact, and the corner portion W- The risk of chipping in 3 increases. The polishing tape 31 is guided and sent out from the feed bobbin 34 by the guide rollers 38 and 39. Then, the polishing tape 31 comes into contact with the outer peripheral portion of the wafer W and is wound around the winding bobbin 35 via the guide rollers 36 and 37.

ウェーハWの最外周部W−4は研磨テープ31によって十分な鏡面仕上げがされる必要があり、微少な凹凸を研磨によって、やや丸味を持った形状に仕上げる。したがって、αを余裕代(0.1〜0.5mmが好ましい)として、
L=T/tanφ+αとなる形状に加工する。
Tは、使用するウェーハWの目的厚さ、φは搬送カセット等の保持具、又は研磨テープとの接触角と略等しくされた面取り角度として、バックグラインディング前に加工することで、ウェーハW端面に生じうるダメージを回避することができる。
The outermost peripheral portion W-4 of the wafer W needs to be sufficiently mirror-finished with a polishing tape 31, and fine irregularities are polished to a slightly rounded shape. Therefore, α is set as a margin (preferably 0.1 to 0.5 mm).
Process into a shape such that L = T / tanφ + α.
T is the target thickness of the wafer W to be used, φ is a chamfer angle substantially equal to the contact angle with a holder such as a transport cassette or polishing tape, and the end face of the wafer W is processed before back grinding. You can avoid the damage that can occur in.

図7は研磨装置の構成を示す図である。研磨装置は、ウェーハWを保持するウェーハステージ3と、ウェーハステージ3を平行な方向に移動させるウェーハステージ移動機構4と、ウェーハWのエッジ部を研磨する研磨テープ部としてのエッジ研磨ユニット5と、エッジ研磨ユニット5をウェーハステージ3に保持されたウェーハWのエッジ部に対して移動させる研磨移動機構6と、備えている。 FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a polishing apparatus. The polishing apparatus includes a wafer stage 3 for holding the wafer W, a wafer stage moving mechanism 4 for moving the wafer stage 3 in parallel directions, an edge polishing unit 5 as a polishing tape portion for polishing the edge portion of the wafer W, and the like. It is provided with a polishing movement mechanism 6 for moving the edge polishing unit 5 with respect to the edge portion of the wafer W held by the wafer stage 3.

ウェーハステージ移動機構4は、円筒部材30を回転自在に支持する軸台11と、軸台11と一体に移動可能な可動部12と、ウェーハステージ3を基台13にて移動可能に支持する支持台14と、を備えている。なお、可動部12は、矢印Yで示す方向に移動可能となっている。また、円筒部材30は、β軸を回転軸として回転可能に構成される。 The wafer stage moving mechanism 4 includes a shaft base 11 that rotatably supports the cylindrical member 30, a movable portion 12 that can move integrally with the shaft base 11, and a support that movably supports the wafer stage 3 on the base 13. It is equipped with a stand 14. The movable portion 12 can be moved in the direction indicated by the arrow Y. Further, the cylindrical member 30 is configured to be rotatable around the β axis as a rotation axis.

エッジ研磨ユニット5は、研磨テープ(帯状研磨部材)31をウェーハWのエッジ部に当接させ押圧するエッジ当接部としての研磨ヘッド部32と、研磨テープ31を研磨ヘッド部32に送る研磨テープ送り機構33とを備えている。 The edge polishing unit 5 includes a polishing head portion 32 as an edge contact portion that abuts and presses the polishing tape (belt-shaped polishing member) 31 against the edge portion of the wafer W, and a polishing tape that sends the polishing tape 31 to the polishing head portion 32. It is provided with a feed mechanism 33.

研磨テープ送り機構33は、研磨テープ31を研磨ヘッド部32に送るテープ送り出し部としての送りボビン34と、研磨ヘッド部32に繰り出された研磨テープ31を巻き取るテープ巻き取り部としての巻き取りボビン35と、巻き取りボビン35を回転させる回転機構(不図示)と、を備えている。なお、研磨テープ31としては、研磨面となるその片面に研磨粒子の砥粒をベースフィルムに塗布した研磨テープを用いる。 The polishing tape feeding mechanism 33 has a feeding bobbin 34 as a tape feeding section for feeding the polishing tape 31 to the polishing head section 32, and a winding bobbin as a tape winding section for winding the polishing tape 31 fed to the polishing head section 32. 35 and a rotation mechanism (not shown) for rotating the take-up bobbin 35 are provided. As the polishing tape 31, a polishing tape in which abrasive particles of polishing particles are applied to a base film is used on one side of the polishing surface.

研磨移動機構6は、研磨ヘッド部32及び研磨テープ送り機構33からなるエッジ研磨ユニット5を保持する円筒部材40を有する軸台41と、軸台41と一体に移動可能な可動部42と、可動部42を支持する軸台43と、軸台43と一体に移動可能な可動部44と、を備えている。 The polishing moving mechanism 6 is movable with a shaft base 41 having a cylindrical member 40 for holding an edge polishing unit 5 including a polishing head portion 32 and a polishing tape feeding mechanism 33, and a movable portion 42 that can be moved integrally with the shaft base 41. It includes a shaft base 43 that supports the portion 42, and a movable portion 44 that can move integrally with the shaft base 43.

以上のように、バックグラインディングの加工前に予めウェーハWの外周エッジ部に単に、目的厚さTに相当する深さで溝入れするだけではなく、ウェーハWをカセットに収納するときの外形部における擦り傷等の搬送ダメージ、あるいは研磨テープを使用したエッジを研磨するときのダメージを考慮して最適なエッジトリミングを行う。これにより、バックグラインディング時のダメージ、最終仕上げ厚み付近でのチッピングを効果的に防ぐことができる。 As described above, not only the outer peripheral edge portion of the wafer W is preliminarily grooved to a depth corresponding to the target thickness T before the back grinding process, but also the outer shape portion when the wafer W is stored in the cassette. Optimal edge trimming is performed in consideration of transport damage such as scratches and damage when polishing the edge using a polishing tape. This makes it possible to effectively prevent damage during back grinding and chipping near the final finish thickness.

なお、エッジトリミングする際に、トリミング砥石20をZ方向に揺動することで、Z方向へ砥粒を振動させ、元々の切削能力と砥粒の振動加速運動が追加され、研削性能が向上する。これにより、Z方向への低ダメージ加工とすることができる。また、切り込み方向に対して平行面となる側に砥粒のキャビテーションを促進し、垂直面となる立ち上がり部W−2の表面にはダメージが発生しない。そして、砥粒への潤滑不良と加工負荷が分散されることにより、砥石の形状維持性能が向上し、ワーク品質の安定化、砥石ライフの向上を図ることができる。 When edge trimming, the trimming grindstone 20 is swung in the Z direction to vibrate the abrasive grains in the Z direction, and the original cutting ability and the vibration acceleration motion of the abrasive grains are added to improve the grinding performance. .. As a result, low damage processing can be performed in the Z direction. Further, the cavitation of the abrasive grains is promoted on the side parallel to the cutting direction, and the surface of the rising portion W-2, which is the vertical surface, is not damaged. Then, poor lubrication to the abrasive grains and dispersion of the machining load improve the shape maintenance performance of the grindstone, stabilize the work quality, and improve the life of the grindstone.

W…ウェーハ、W−1…面取り部、W−2…立ち上がり部、W−3…角部、W−4…最外周部、W−10…エッジ部分、φ…面取り角度、L…取り代長さ、T…目的厚さ、α…余裕代、3…ウェーハステージ、4…ウェーハステージ移動機構、5…エッジ研磨ユニット、6…研磨移動機構、10…吸着テーブル、11、41、43…軸台、12、42、44…可動部、13…基台、14…支持台、20…トリミング砥石、21…バックグラインディング砥石、30…円筒部材、31…研磨テープ、32…研磨ヘッド部、33…研磨テープ送り機構、34…送りボビン、35…巻き取りボビン、36、37、38、39…ガイドローラ、40…円筒部材、50…面取り装置、50A…ウェーハ送りユニット、50B…研削ユニット、51…ベースプレート、52…Y軸ガイドレール、54…Y軸リニアガイド、56…Y軸テーブル、58、72、88…ナット部材、60…Y軸ボールネジ、62…軸受部材、64…Y軸モータ、66…X軸ガイドレール、68…X軸リニアガイド、70…X軸テーブル、74…X軸ボールネジ、76、92…軸受部材、80…Z軸ベース、82…Z軸ガイドレール、84…Z軸リニアガイド、86…Z軸テーブル、90…Z軸ボールネジ、94…Z軸モータ、96…θ軸モータ、98…θ軸シャフト、102…架台、104…外周モータ、106…スピンドル、108…砥石ホイール、121…ノズル W ... Wafer, W-1 ... Chamfered part, W-2 ... Rising part, W-3 ... Corner part, W-4 ... Outermost part, W-10 ... Edge part, φ ... Chamfering angle, L ... Chamfering allowance length T ... Target thickness, α ... Margin, 3 ... Wafer stage, 4 ... Wafer stage moving mechanism, 5 ... Edge polishing unit, 6 ... Polishing moving mechanism, 10 ... Suction table, 11, 41, 43 ... Shaft base , 12, 42, 44 ... Movable part, 13 ... Base, 14 ... Support base, 20 ... Trimming grindstone, 21 ... Back grinding grindstone, 30 ... Cylindrical member, 31 ... Polishing tape, 32 ... Polishing head part, 33 ... Polishing tape feed mechanism, 34 ... feed bobbin, 35 ... take-up bobbin, 36, 37, 38, 39 ... guide roller, 40 ... cylindrical member, 50 ... chamfering device, 50A ... wafer feed unit, 50B ... grinding unit, 51 ... Base plate, 52 ... Y-axis guide rail, 54 ... Y-axis linear guide, 56 ... Y-axis table, 58, 72, 88 ... nut member, 60 ... Y-axis ball screw, 62 ... bearing member, 64 ... Y-axis motor, 66 ... X-axis guide rail, 68 ... X-axis linear guide, 70 ... X-axis table, 74 ... X-axis ball screw, 76, 92 ... bearing member, 80 ... Z-axis base, 82 ... Z-axis guide rail, 84 ... Z-axis linear guide , 86 ... Z-axis table, 90 ... Z-axis ball screw, 94 ... Z-axis motor, 96 ... θ-axis motor, 98 ... θ-axis shaft, 102 ... mount, 104 ... outer circumference motor, 106 ... spindle, 108 ... grind wheel, 121 …nozzle

Claims (8)

ウェーハをバックグラインディングによって所望の厚さに加工するウェーハの薄化方法であって、
前記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工し、
前記面取り部の上部を前記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ(T)まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去し、
外周から除去される取り代長さをL、前記面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、L=T/tanφ+αとなる形状に加工し、前記余裕代αは、0.1〜0.5mmとされたことを特徴とするウェーハの薄化方法。
A method for thinning a wafer, in which the wafer is processed to a desired thickness by back grinding.
The edge portion on the outer circumference of the wafer is processed as a chamfered portion.
The upper part of the chamfered portion is horizontally removed from the upper surface of the wafer to the target thickness (T) to be thinned from the outer circumference to the inner circumference of the wafer.
The up Dainaga is to be removed from the outer peripheral L, the angle φ with respect to the horizontal of the chamfered portion, allowance alpha, as was processed into a shape to be L = T / tanφ + α, the margin alpha is 0.1 to 0 A method for thinning a wafer, which is characterized by having a thickness of .5 mm.
前記ウェーハを前記形状に加工した後、前記ウェーハの最外周部を研磨テープによって鏡面仕上げすることを特徴とする請求項1に記載のウェーハの薄化方法。 The method for thinning a wafer according to claim 1 , wherein after the wafer is processed into the shape, the outermost peripheral portion of the wafer is mirror-finished with a polishing tape. 前記角度φを前記研磨テープとの接触角と等しくなるように決定することを特徴とする請求項2に記載のウェーハの薄化方法。 The method for thinning a wafer according to claim 2 , wherein the angle φ is determined to be equal to the contact angle with the polishing tape. 前記角度φを前記ウェーハの搬送カセットの内面で前記ウェーハの外周部と接触する部分の角度と等しくなるように決定することを特徴とする請求項1又は2に記載のウェーハの薄化方法。 The method for thinning a wafer according to claim 1 or 2 , wherein the angle φ is determined to be equal to the angle of a portion of the inner surface of the transfer cassette of the wafer that comes into contact with the outer peripheral portion of the wafer. ウェーハをバックグラインディングによって所望の厚さに加工するウェーハの薄化装置において、
前記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工する面取り装置と、
前記バックグラインディングの加工前に予め面取り加工された前記面取り部の上部を目的厚さ(T)まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に切り込んで除去する砥石と、
を備え、除去される取り代長さをL、余裕代α、前記ウェーハの搬送カセットの内面で前記ウェーハの外周部と接触する部分の角度をφとして、L=T/tanφ+αとなる形状に加工し、前記余裕代αは、0.1〜0.5mmすることを特徴とするウェーハの薄化装置。
In a wafer thinning device that processes a wafer to a desired thickness by back grinding,
A chamfering device that processes the edge portion of the outer periphery of the wafer as a chamfered portion,
A grindstone that removes the upper part of the chamfered portion, which has been chamfered in advance before the back grinding process, by cutting horizontally from the outer circumference to the inner circumference of the wafer to the target thickness (T).
The shape is processed so that L = T / tanφ + α, where L is the removal allowance length, the allowance α is, and the angle of the portion of the inner surface of the wafer transfer cassette that contacts the outer peripheral portion of the wafer is φ. However, the wafer thinning device is characterized in that the margin α is 0.1 to 0.5 mm.
バックグラインディングによって所望の厚さに薄化されるウェーハにおいて、
前記ウェーハ外周のエッジ部が面取り部として加工され、
前記面取り部の上部は前記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ(T)まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去され、
外周から除去される取り代長さをL、前記面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、L=T/tanφ+αとなる形状に加工され、前記余裕代αは、0.1〜0.5mmとされたことを特徴とするウェーハ。
In wafers that are thinned to the desired thickness by back grinding
The edge portion on the outer circumference of the wafer is processed as a chamfered portion.
The upper part of the chamfered portion is horizontally removed from the upper surface of the wafer to the target thickness (T) to be thinned from the outer circumference to the inner circumference of the wafer.
The up Dainaga is to be removed from the outer peripheral L, the angle φ with respect to the horizontal of the chamfered portion, allowance alpha, as are processed into a shape to be L = T / tanφ + α, the margin alpha is 0.1 to 0 A wafer characterized by being 5.5 mm.
前記角度φは、前記ウェーハの搬送カセットの内面で前記ウェーハの外周部と接触する部分の角度と等しくなるように決定されることを特徴とする請求項6に記載のウェーハ。 The wafer according to claim 6 , wherein the angle φ is determined to be equal to an angle of a portion of the inner surface of the transfer cassette of the wafer that comes into contact with the outer peripheral portion of the wafer. 前記角度φは、前記ウェーハの外周部を研磨する研磨テープとの接触角と等しくなるように決定されることを特徴とする請求項6に記載のウェーハ。 The wafer according to claim 6 , wherein the angle φ is determined to be equal to a contact angle with a polishing tape for polishing the outer peripheral portion of the wafer.
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